Kromatografi me performancë të lartë. Kromatografia e lëngshme me performancë të lartë të ndotësve natyrorë dhe të ujërave të zeza

Teknologjia 

(kryesisht ndërmolekulare) në ndërfaqe. Si metodë analize, HPLC bën pjesë në një grup metodash, të cilat, për shkak të kompleksitetit të objekteve në studim, përfshijnë ndarjen paraprake të përzierjes komplekse fillestare në ato relativisht të thjeshta. Përzierjet e thjeshta të përftuara më pas analizohen me metoda konvencionale fiziko-kimike ose me metoda speciale të zhvilluara për kromatografi.

Metoda HPLC përdoret gjerësisht në fusha të tilla si kimia, petrokimia, biologjia, bioteknologjia, mjekësia, përpunimi i ushqimit, mbrojtja e mjedisit, prodhimi i barnave dhe shumë të tjera.

Sipas mekanizmit të ndarjes së substancave të analizuara ose të ndara, HPLC ndahet në adsorbim, shpërndarje, shkëmbim jonesh, përjashtim, shkëmbim ligand dhe të tjera.

Duhet të kihet parasysh se në punën praktike, ndarja shpesh zhvillohet jo nga një, por nga disa mekanizma njëkohësisht. Pra, ndarja e përjashtimit mund të ndërlikohet nga efektet e adsorbimit, adsorbimi - shpërndarja dhe anasjelltas. Në të njëjtën kohë, sa më i madh të jetë dallimi në substanca në mostër për sa i përket shkallës së jonizimit, bazicitetit ose aciditetit, për sa i përket peshës molekulare, polarizimit dhe parametrave të tjerë, aq më shumë ka të ngjarë që të shfaqet një mekanizëm i ndryshëm ndarjeje. për substanca të tilla.

HPLC me fazë normale

Faza stacionare është më polare se faza e lëvizshme, kështu që tretësi jopolar mbizotëron në përbërjen e eluentit:

  • Heksan:izopropanol = 95:5 (për substanca të ulëta polare)
  • Kloroform:metanol = 95:5 (për substancat polare mesatare)
  • Kloroform:metanol = 80:20 (për substanca shumë polare)

HPLC me fazë të kundërt

Faza e palëvizshme është më pak polare se faza e lëvizshme, kështu që uji është pothuajse gjithmonë i pranishëm në eluent. Në këtë rast, është gjithmonë e mundur të sigurohet shpërbërja e plotë e BAS në fazën e lëvizshme, është pothuajse gjithmonë e mundur të përdoret zbulimi UV, pothuajse të gjitha fazat e lëvizshme janë të përziera reciproke, mund të përdoret elucioni i gradientit, kolona mund të ripërtërihet shpejt. -e ekuilibruar, kolona mund të rigjenerohet.

Eluentët e zakonshëm për HPLC me fazë të kundërt janë:

  • Acetonitrili: ujë
  • metanol: ujë
  • Izopropanol: ujë

Matricat për HPLC

Matricat e përdorura në HPLC janë komponime inorganike si silicë (xhel silicë) ose alumin, ose polimere organike si polistireni (i lidhur me divinilbenzen) ose polimetakrilat. Xhel silicë, natyrisht, tani është i pranuar përgjithësisht.

Karakteristikat kryesore të matricës:

  • Madhësia e grimcave (µm);
  • Madhësia e poreve të brendshme (Å, nm).

Marrja e xhel silicë për HPLC:

  1. Formimi i mikrosferave të acidit polisilik;
  2. Tharja e grimcave të xhelit silicë;
  3. Ndarja e ajrit.

Grimcat sorbente:

  • I rregullt (sferik): rezistencë më e lartë ndaj presionit, kosto më e lartë;
  • Jo sferike: rezistencë më e ulët ndaj presionit.

Madhësia e poreve në HPLC është një nga parametrat më të rëndësishëm. Sa më e vogël të jetë madhësia e poreve, aq më e keqe është përshkueshmëria e tyre për molekulat e substancave të elutura. Dhe për rrjedhojë, aq më e keqe është aftësia thithëse e sorbenteve. Sa më të mëdha të jenë poret, aq më i ulët, së pari, është qëndrueshmëria mekanike e grimcave të sorbentit dhe, së dyti, sa më e vogël të jetë sipërfaqja e thithjes, prandaj, aq më i keq është efikasiteti.

Shartimet e fazës stacionare

HPLC e fazës normale:

  • Faza stacionare e shartuar me propylnitril (nitril);
  • Faza stacionare me shartim propilamine (amine).

HPLC me fazë të kundërt:

  • Faza stacionare me shartim alkil;
  • Faza stacionare me shartim alkilsilil.

Mbyllja fundore - mbrojtja e zonave jo të shartuara të sorbentit me shartim shtesë me molekula "të vogla". Mbulimi fundor hidrofobik (C1, C2): selektivitet më i lartë, lagshmëri më e keqe; mbulim fundor hidrofil (diol): selektivitet më i ulët, lagshmëri më e lartë.

Detektorë HPLC

  • UV
  • grup diodik
  • Fluoreshente
  • Elektrokimike
  • Refraktometrike
  • masiv selektiv

Lidhjet


Fondacioni Wikimedia. 2010 .

Shihni se çfarë është "Kromatografia e lëngshme me performancë të lartë" në fjalorë të tjerë:

    kromatografi e lëngshme me performancë të lartë- - [A.S. Goldberg. Fjalori anglisht rus i energjisë. 2006] Temat e energjisë në përgjithësi EN kromatografia e lëngshme me performancë të lartë HPLC… Manuali i Përkthyesit Teknik

    Termi kromatografi e lëngshme me performancë të lartë Termi anglisht kromatografi e lëngshme me performancë të lartë Sinonime Shkurtesat HPLC, HPLC Termat e lidhura adsorbim, oligopeptid, proteomikë, sorbent, fullerene, endohedral, kromatografi… …

    Kromatografia e lëngshme, për të rritur efikasitetin e ndarjes, tretësi (eluenti) nën presion (më shumë se 3x107 Pa) pompohet përmes kolonave të mbushura me një sorbent me grimca me diametër të vogël (deri në 1 μm), dhe perfuzion ... ...

    Një lloj kromatografie në të cilën lëngu (eluenti) shërben si fazë e lëvizshme, dhe është faza stacionare. sorbent, tv. një bartës me një lëng ose xhel të aplikuar në sipërfaqen e tij. Kryhet në një kolonë të mbushur me një sorbent (kromatografi kolone), në një banesë ... ... Shkenca natyrore. fjalor enciklopedik

    - [κρώμα (υroma) ngjyra] një proces i bazuar në aftësinë e pabarabartë të përbërësve individualë të përzierjes (të lëngshëm ose të gaztë) për t'u mbajtur në sipërfaqen e adsorbentit si kur thithen nga rryma bartëse, ashtu edhe kur .. ... Enciklopedia Gjeologjike

    - (nga greqishtja e tjera ... Wikipedia

    Termi kromatografi Termi anglisht kromatografi Sinonime Shkurtesat Terma të lidhura kromatografi e lëngshme me performancë të lartë, klathrate, laborator në një çip, porozometri, proteome, proteomikë, sorbent, enzimë, fullerene, endohedral… … Fjalor Enciklopedik i Nanoteknologjisë

    Kromatografia e lëngshme e bazuar në dekomp. aftësia e joneve të ndara për të shkëmbyer jonik me fiks. jonet sorbente të formuara si rezultat i shpërbërjes së grupeve jonogjene të këtyre të fundit. Shkëmbyesit e kationeve përdoren për të ndarë kationet, për ... ... Enciklopedia Kimike

    HPLC- kromatografi e lëngshme me performancë të lartë ... Fjalori i shkurtesave të gjuhës ruse

    Kromatografia e lëngshme me performancë të lartë (HPLC) është një nga metodat efektive për ndarjen e përzierjeve komplekse të substancave, e cila përdoret gjerësisht si në kiminë analitike ashtu edhe në teknologjinë kimike. Baza e ndarjes kromatografike është pjesëmarrja ... Wikipedia

libra

  • Kromatografia e lëngshme praktike me performancë të lartë, Veronica R. Mayer. Prezantojmë para lexuesit botimin e 5-të të librit, i cili është zgjeruar me metoda dhe pajisje moderne. Në libër është përmirësuar shumë dhe janë shtuar një numër i madh referencash. Vendet në tekst ku...

Kromatografia e lëngët Kjo është një metodë për ndarjen dhe analizimin e përzierjeve komplekse të substancave në të cilat lëngu është faza e lëvizshme. Është e zbatueshme për ndarjen e një game më të gjerë substancash sesa metoda e kromatografisë me gaz. Kjo për faktin se shumica e substancave nuk janë të paqëndrueshme, shumë prej tyre janë të paqëndrueshme në temperatura të larta (veçanërisht komponimet me molekulare të lartë) dhe dekompozohen kur shndërrohen në gjendje të gaztë. Ndarja e substancave me kromatografi të lëngët më së shpeshti kryhet në temperaturën e dhomës.

Karakteristikat e të gjitha llojeve të kromatografisë së lëngshme janë për shkak të faktit se faza e lëvizshme në të është një lëng, dhe thithja e përbërësve nga një eluent i gaztë dhe i lëngshëm vazhdon ndryshe. Nëse në kromatografinë me gaz gazi bartës kryen vetëm një funksion transporti dhe nuk thithet nga faza stacionare, atëherë faza e lëvizshme e lëngshme në kromatografinë e lëngshme është një eluent aktiv, molekulat e tij mund të thithen nga faza stacionare. Kur kalojnë nëpër kolonë, molekulat e përbërësve të përzierjes së analizuar që janë në eluent duhet të zhvendosin molekulat e eluentit nga shtresa sipërfaqësore e sorbentit, gjë që çon në një ulje të energjisë së ndërveprimit midis molekulave të substancën e analizuar dhe sipërfaqen e sorbentit. Prandaj, vlerat e vëllimeve të ruajtura V R, në proporcion me ndryshimin e energjisë së lirë të sistemit, është më i vogël në kromatografinë e lëngët sesa në kromatografinë e gazit dhe diapazoni i linearitetit të izotermës së absorbimit në kromatografinë e lëngët është më i gjerë.

Duke përdorur eluent të ndryshëm, mund të ndryshohen parametrat e mbajtjes dhe selektiviteti i sistemit kromatografik. Selektiviteti në kromatografinë e lëngshme, në kontrast me kromatografinë e gazit, përcaktohet jo nga një, por nga dy faktorë - natyra e fazave të lëvizshme (eluentit) dhe stacionare.

Faza e lëvizshme e lëngshme ka një densitet dhe viskozitet më të lartë se faza e gaztë, koeficientët e difuzionit D dhe 3–4 rend magnitudë më të ulët se në gaz. Kjo çon në një ngadalësim të transferimit të masës në kromatografinë e lëngshme në krahasim me kromatografinë e gazit. Ekuacioni i Van Deemter për faktin se termi NË nuk luan rol në kromatografinë e lëngshme ( D dhe  D G), ndryshon edhe varësia grafike e efikasitetit H mbi shpejtësinë lineare të rrjedhës së fazës së lëvizshme ka formën e treguar në fig. 1.9.

Në versionin klasik të kromatografisë së lëngshme në kolonë, një kolonë qelqi 1–2 m e lartë, e mbushur me një sorbent me madhësi grimce 100 μm dhe eluent, injektohet me kampionin e analizuar të tretur në eluent dhe eluenti kalon nëpër , duke marrë pjesë të eluatit në dalje të kolonës. Ky version i kromatografisë së lëngshme përdoret ende në praktikën laboratorike, por meqenëse shpejtësia e rrjedhës së eluentit nën veprimin e gravitetit është e vogël, analiza është e gjatë.

Një version modern i kromatografisë së lëngshme, i ashtuquajturi kromatografia e lëngshme me performancë të lartë HPLC, përdor sorbentë volumetrikë dhe porozë sipërfaqësorë me madhësi grimcash 5-10 μm, pompa presioni që ofrojnë presion në sistem deri në 400 atm dhe shumë detektorë të ndjeshëm. Transferimi i shpejtë i masës dhe efikasiteti i lartë i ndarjes bëjnë të mundur përdorimin e HPLC për ndarjen e molekulave (kromatografia me adsorbim të lëngshëm dhe ndarje të lëngshme-lëng), për ndarjen e joneve (kromatografia e shkëmbimit jonesh, jonesh, çifti jonesh), për ndarja e makromolekulave (kromatografia me përjashtim të madhësisë).

1.3. RUAJTJA DHE FORCA E TREGTESVE

Në mënyrë që analitet të ndahen në kolonë, siç u përmend më lart, faktori i kapacitetit k" duhet të jetë më i madh se 0, d.m.th. substancat duhet të mbahen nga faza e palëvizshme, sorbent. Megjithatë, faktori i kapacitetit nuk duhet të jetë shumë e madhe për të përftuar një kohë të pranueshme elucioni Nëse për një përzierje të caktuar substancash zgjidhet një fazë stacionare, e cila i mban ato, atëherë puna e mëtejshme për zhvillimin e një procedure analize konsiston në zgjedhjen e një tretësi që do të siguronte, në rastin ideal, të ndryshme për të gjithë komponentët, por i pranueshëm jo shumë i madh k. Kjo arrihet duke ndryshuar forcën elutëse të tretësit.

Në rastin e kromatografisë së adsorbimit në xhel silicë ose alumin, si rregull, forca e një tretësi me dy përbërës (për shembull, heksani me shtimin e izopropanolit) rritet duke rritur përmbajtjen e përbërësit polar (izopropanol) në të. , ose reduktohet duke ulur përmbajtjen e izopropanolit. Nëse përmbajtja e komponentit polar bëhet shumë e ulët (më pak se 0.1%), ai duhet të zëvendësohet me një forcë më të dobët elustruese. E njëjta gjë bëhet, duke zëvendësuar përbërësin polar ose jopolar me të tjerë, edhe nëse ky sistem nuk siguron selektivitetin e dëshiruar në lidhje me përbërësit e përzierjes me interes. Gjatë zgjedhjes së sistemeve të tretësve, merren parasysh si tretshmëria e përbërësve të përzierjes ashtu edhe seria eluotropike e tretësve të përpiluar nga autorë të ndryshëm.

Përafërsisht në të njëjtën mënyrë, forca e tretësit zgjidhet në rastin e përdorimit të fazave polare të shartuara (nitrili, amino, diol, nitro, etj.), duke marrë parasysh reaksionet e mundshme kimike dhe duke përjashtuar tretësit e rrezikshëm për fazën (p.sh. , aldehidet dhe ketonet për fazën amino).

Në rastin e kromatografisë me fazë të kundërt, forca e tretësit rritet duke rritur përmbajtjen e përbërësit organik (metanol, acetonitril ose THF) në eluent dhe reduktohet duke shtuar më shumë ujë. Nëse nuk mund të arrihet selektiviteti i dëshiruar, përdoret një përbërës tjetër organik ose bëhen përpjekje për ta ndryshuar atë me ndihmën e aditivëve të ndryshëm (acidet, reagentët e çiftit jon, etj.).

Në ndarjet me kromatografi jonkëmbyese, forca e tretësit ndryshohet duke rritur ose ulur përqendrimin e tretësirës buferike ose duke ndryshuar pH, në disa raste përdoret modifikimi me substanca organike.

Megjithatë, veçanërisht në rastin e përzierjeve komplekse natyrore dhe biologjike, shpesh nuk është e mundur të zgjidhet forca e tretësit në atë mënyrë që të gjithë përbërësit e mostrës të eluratohen brenda një kohe të pranueshme. Atëherë duhet t'i drejtohet elucionit gradient, d.m.th. përdorni një tretës, forca e elucionit e të cilit gjatë analizës ndryshon në mënyrë që të rritet vazhdimisht sipas një programi të paracaktuar. Me këtë teknikë është e mundur të arrihet elucioni i të gjithë përbërësve të përzierjeve komplekse në një periudhë relativisht të shkurtër kohore dhe ndarja e tyre në përbërës në formën e majave të ngushta.

1.6.1. Kromatografia e lëngshme adsorbuese. Kromatografia e lëngshme adsorbuese, në varësi të polaritetit të fazave stacionare dhe të lëvizshme, ndahet në kromatografi të fazës normale (NPC) dhe në fazën e kundërt (RPC). Në NPC, përdoren një adsorbent polar dhe faza të lëvizshme jopolare; në OFC, përdoren një adsorbent jopolar dhe faza të lëvizshme polare, por në të dyja rastet, zgjedhja e fazës së lëvizshme është shpesh më e rëndësishme sesa zgjedhja e i palëvizshëm. Faza e palëvizshme duhet të mbajë substancat që do të ndahen. Faza e lëvizshme, d.m.th., tretësi, duhet të sigurojë kapacitete të ndryshme kolonash dhe ndarje efikase në një kohë të arsyeshme.

Si një fazë stacionare në kromatografinë e lëngshme adsorbuese, përdoren materiale poroze polare dhe jopolare të shpërndara imët me një sipërfaqe specifike prej më shumë se 50 m 2 / g. Adsorbentët polare (SiO 2 , Al 2 O 3 , florisil etj.) kanë grupe të dobëta acidike në sipërfaqe, të afta për të mbajtur substanca me veti bazike. Këta adsorbentë përdoren kryesisht për ndarjen e përbërjeve jo polare dhe të mesme polare. E meta e tyre është ndjeshmëria e lartë ndaj përmbajtjes së ujit në eluentët e përdorur. Për të eliminuar këtë disavantazh, sorbentët polare trajtohen me amine, diole dhe reagentë të tjerë, duke rezultuar në shartimin sipërfaqësor të këtyre reagentëve, modifikimin e sipërfaqes dhe një ndryshim në selektivitetin në lidhje me analitet.

Adsorbentët jopolarë (bloza e grafitizuar, diatomiti, kieselguhr) janë jo selektivë ndaj molekulave polare. Për të marrë adsorbentë jo polare, grupet jo polare shpesh shartohen në sipërfaqe, për shembull, xhel silicë, për shembull, alkilsilil - SiR 3, ku grupet R - alkil janë C 2 - C 22.

Faza e lëvizshme duhet të shpërndajë plotësisht mostrën e analizuar, të ketë një viskozitet të ulët (në mënyrë që koeficientët e difuzionit të jenë mjaft të mëdhenj), është e dëshirueshme që të jetë e mundur të ndahen përbërësit e ndarë prej tij. Duhet të jetë inerte ndaj materialeve të të gjitha pjesëve të kromatografit, i sigurt, i lirë, i përshtatshëm për detektorin.

Fazat e lëvizshme të përdorura në kromatografinë e lëngshme ndryshojnë në forcën e tyre të elucionit. Fuqia elutëse e një tretësi tregon se sa herë energjia e thithjes së një eluenti të caktuar në një adsorbent të caktuar është më e madhe se energjia e thithjes së eluentit të zgjedhur si standard, për shembull, n-heptani. Tretësit e dobët absorbohen dobët nga faza stacionare, kështu që koeficientët e shpërndarjes së substancave të sorbuara (sorbatit) janë të larta. Në të kundërt, tretësit e fortë absorbohen mirë, kështu që koeficientët e ndarjes së sorbatit janë të ulëta. Sa më i fortë të jetë tretësi, aq më i lartë është tretshmëria e kampionit të analizuar në të, aq më i fortë është ndërveprimi tretës-sorbat.

Për të siguruar efikasitet të lartë të ndarjes në kolonë, është e nevojshme të zgjidhni një fazë të lëvizshme që ka polaritetin optimal për përzierjen që do të ndahet në kushtet e përzgjedhura të ndarjes. Në mënyrë tipike, së pari zgjidhet faza e palëvizshme, e cila ka një polaritet të afërt me atë të komponentëve që do të ndahen. Pastaj zgjidhet faza e lëvizshme, duke siguruar që koeficienti i kapacitetit k" rezultoi të jetë në intervalin nga 2 deri në 5. Nëse polariteti i fazës së lëvizshme është shumë afër polaritetit të fazës së palëvizshme, koha e mbajtjes së komponentëve do të jetë shumë e shkurtër, dhe nëse polaritetet e lëvizshme dhe të palëvizshme fazat ndryshojnë shumë, koha e mbajtjes bëhet shumë e gjatë.

Kur zgjedhin fazat e lëvizshme, ato udhëhiqen nga të ashtuquajturat seri eluotropike, bazuar në përdorimin e indekseve të polaritetit. Snider R", i cili i ndan të gjithë tretësit në të fortë (polarë) dhe të dobët (polare të dobët dhe jopolare). Shkalla e polaritetit bazohet në tretshmërinë e substancave të përdorura si faza të lëvizshme në dioksan, nitrometan dhe etanol.

Tabela 1.2 tregon vlerat e indeksit të polaritetit dhe forcës së elucionit (në lidhje me SiO 2) të një numri tretësish që përdoren më së shpeshti në kromatografinë e lëngshme si faza të lëvizshme. Këtu tregohen edhe kufijtë e transparencës me gjatësi vale të shkurtër të këtyre tretësve, gjë që lehtëson zgjedhjen e kushteve për zbulimin e përbërësve të përzierjes.

Tabela 1.2

Karakteristikat e tretësve të përdorur në kromatografinë e lëngët

Tretës

Indeksi i polaritetit

Fuqia elutëse (SiO 2)

Kufiri i transparencës së valëve të shkurtra

Fluoralkani

Cikloheksani

n- Heksan

Tetraklorur karboni

Diizopropil eter

eter dietil

diklormetani

Tetrahidrofuran

Kloroform

Acid acetik

Acetonitrili

Nitrometani

Kromatografia e lëngshme shpesh përdor jo tretës individualë, por përzierjet e tyre. Shpesh, shtimet e vogla të një tretësi tjetër, veçanërisht të ujit, rrisin shumë forcën elutëse të eluentit.

Kur ndahen përzierjet me shumë përbërës, një fazë e lëvizshme si eluent mund të mos i ndajë të gjithë përbërësit e mostrës në një kohë të arsyeshme. Në këtë rast, përdoret një metodë e elucionit hap pas hapi ose gradient, në të cilën eluentët gjithnjë e më të fortë përdoren në mënyrë të njëpasnjëshme gjatë kromatografisë, gjë që bën të mundur elurimin e substancave shumë të mbajtura në më pak kohë.

Në kromatografinë e lëngët, ka disa empirike rregullat që janë shumë të dobishme kur zgjidhni një eluent:

 sorbimi i një përbërjeje, si rregull, rritet me rritjen e numrit të lidhjeve të dyfishta dhe grupeve OH në të;

 zvogëlohet thithja në një sërë përbërjesh organike: acidealkooletaldehidetketonetesterethidrokarburet e pangopurahidrokarburet e ngopura;

 për të ndarë substancat me polaritet të ndryshëm dhe substanca të veçanta të klasave të ndryshme, përdoret kromatografia me fazë normale: kampioni i analizuar tretet dhe elurohet me një eluent jopolar, komponimet e klasave të ndryshme largohen nga kolona me një adsorbues polar për kohë të ndryshme, ndërsa koha e mbajtjes së përbërjeve me grupe të ndryshme funksionale rritet gjatë kalimit nga komponimet jopolare në ato dobët polare. Për molekulat shumë polare, kohët e mbajtjes janë aq të gjata sa që analiza nuk është e mundur kur përdoret një eluent jopolar. Për të reduktuar kohën e mbajtjes së komponentëve polare, kalohet tek eluentët polare;

 në variantin e fazës së kundërt, faza stacionare (adsorbent jopolar) absorbon më fort përbërësin jopolar nga eluentët polare, për shembull, nga uji;

 Duke ulur polaritetin e eluentit duke shtuar një tretës më pak polar, mund të reduktohet mbajtja e përbërësve.

1.6.2. Kromatografia e lëngshme ndarëse. Në kromatografinë ndarëse ose lëngu-lëng, ndarja e përbërësve të kampionit të analizuar është për shkak të ndryshimeve në koeficientët e shpërndarjes së tyre midis dy fazave të lëngshme që nuk përzihen me njëra-tjetrën, njëra prej të cilave është e palëvizshme dhe ndodhet në sipërfaqe. ose në poret e një transportuesi të ngurtë të palëvizshëm, dhe i dyti është i lëvizshëm.

Për sa i përket natyrës së forcave të ndërveprimit që shkaktojnë një shpërndarje të ndryshme midis dy fazave të substancave që ndryshojnë në strukturën e tyre kimike, kromatografia ndarëse është e ngjashme me kromatografinë e adsorbimit, d.m.th., këtu ndarja bazohet edhe në ndryshimin në forcat e ndërveprimi ndërmolekular ndërmjet përbërësve të kampionit të analizuar me fazat e lëngshme stacionare dhe të lëvizshme.

Në varësi të teknikës së performancës, kromatografia e ndarjes, si kromatografia adsorbuese, mund të jetë kolone ose planare (letër ose shtresë e hollë).

Si bartës të ngurtë, përdoren substanca që janë indiferente ndaj tretësit të lëvizshëm dhe përbërësve të kampionit të analizuar, por të afta për të mbajtur fazën e palëvizshme në sipërfaqe dhe në pore. Më shpesh, substancat polare (celuloza, xhel silicë, niseshte) përdoren si bartës. Ato aplikohen në fazën e palëvizshme - një tretës polar, më shpesh ujë ose alkool. Në këtë rast, si faza të lëvizshme përdoren substanca më pak polare ose jopolare (alkoolet, aminet, ketonet, hidrokarburet etj.). Ky lloj i kromatografisë ndarëse quhet normale-faze. Përdoret për të ndarë substancat polare.

Versioni i dytë i kromatografisë ndarëse ndryshon në atë që transportuesit jopolarë (gome, fluoroplastikë, xhel silicë e hidrofobizuar) përdoren si fazë e ngurtë e palëvizshme, tretës jopolarë (hidrokarburet) si fazë e lëngshme stacionare dhe tretës polare (alkoolet, aldehidet. ) si faza e lëngshme e lëvizshme. , ketonet, etj., shpesh ujë). Ky variant i kromatografisë së ndarjes quhet faza e kundërt dhe përdoret për të ndarë substancat jopolare.

Për të arritur ndarjen optimale të përbërësve të kampionit të analizuar, zgjedhja e fazës së lëvizshme është shumë e rëndësishme. Tretësit (fazat e lëngshme të lëvizshme dhe të palëvizshme) duhet të zgjidhen në mënyrë që koeficientët e shpërndarjes së përbërësve të përzierjes të ndryshojnë ndjeshëm. Fazat e lëngshme i nënshtrohen sa vijon Kërkesat:

1) tretësit e përdorur duhet të tresin mirë substancat që do të ndahen dhe tretshmëria e tyre në fazën stacionare të jetë më e madhe se në atë të lëvizshme;

2) tretësit e përdorur si faza të lëvizshme dhe të palëvizshme duhet të jenë të ngopura reciprokisht, d.m.th., përbërja e tretësit duhet të jetë konstante gjatë kalimit nëpër kolonë;

3) ndërveprimi i tretësve të përdorur si fazë lëvizëse me fazën stacionare duhet të jetë minimal.

Më shpesh, në kromatografinë e lëngshme ndarëse, jo substanca individuale përdoren si faza të lëngshme të lëvizshme, por përzierjet e tyre në raporte të ndryshme. Kjo ju lejon të kontrolloni polaritetin e fazës së lëvizshme, të ndryshoni raportin e polariteteve të fazave të lëvizshme dhe të palëvizshme dhe të arrini kushte optimale për ndarjen e përbërësve të një përzierjeje të veçantë në analizë.

Një disavantazh i rëndësishëm i kësaj metode kromatografike është larja mjaft e shpejtë e fazës së lëngshme të palëvizshme të aplikuar nga transportuesi. Për ta eliminuar atë, tretësi i përdorur si fazë lëvizëse është i ngopur me substancën e përdorur si fazë e lëngshme stacionare, ose faza e lëngshme e palëvizshme stabilizohet duke e shartuar atë në një bartës.

Një variacion i kromatografisë së lëngshme ndarëse është metoda e përdorur gjerësisht HPLC.

Sistemet më të zakonshme kromatografike janë sistemet që kanë një parim të montimit modular. Pompat, degazuesit, detektorët, mostrat automatike, furrat me kolonë, kolektorët e fraksioneve, kontrollet e sistemit kromatografik dhe regjistruesit janë të disponueshëm si module të veçanta. Një gamë e gjerë modulesh ju lejon të zgjidhni në mënyrë fleksibël probleme të ndryshme analitike, të ndryshoni shpejt konfigurimin e sistemit nëse është e nevojshme, me kosto minimale. Në të njëjtën kohë, prodhohen edhe LC monomodulare (të integruara), avantazhi kryesor i të cilave është miniaturizimi i blloqeve individuale dhe kompaktësia e pajisjes.

Në varësi të metodës së elucionit, kromatografët e lëngshëm ndahen në isokratikë dhe gradient.

Diagrami i një kromatografi izokratik

Faza e lëvizshme nga kontejneri (1) përmes filtrit të hyrjes (9) furnizohet nga një pompë precize me presion të lartë (2) në sistemin e hyrjes së mostrës (3) - një injektor manual ose një kampionues automatik, ku kampioni gjithashtu injektohet . Më tej, përmes filtrit në linjë (8), kampioni me rrymën e fazës së lëvizshme hyn në elementin e ndarjes (elementet) (4) - përmes parakolonës në kolonën e ndarjes. Më pas, eluati hyn në detektorin (5) dhe hiqet në rezervuarin e kullimit (7). Kur eluati rrjedh nëpër qarkun matës të detektorit, kromatogrami regjistrohet dhe të dhënat transmetohen në një regjistrues (regjistrues) analog (6) ose në një sistem tjetër për mbledhjen dhe përpunimin e të dhënave kromatografike (integrues ose kompjuter). Në varësi të dizajnit të moduleve funksionale, sistemi mund të kontrollohet nga tastiera e modulit të kontrollit (zakonisht një pompë ose kontrollues sistemi), nga tastierat e secilit prej moduleve të sistemit ose nga një program kontrolli nga një kompjuter personal.

Në rastin e elucionit të gradientit, përdoren dy lloje thelbësisht të ndryshme të kromatografëve të lëngshëm. Ato ndryshojnë në pikën e formimit të gradientit të përbërjes së fazës së lëvizshme.

Skema e një kromatografi gradient me formimin e një gradienti të përbërjes së fazës së lëvizshme në linjën e presionit të ulët.

Faza e lëvizshme nga rezervuarët (1) përmes filtrave të hyrjes (9) dhe programuesit të gradientit (10) furnizohet nga një pompë precize me presion të lartë (2) në sistemin e injektimit të mostrës (3) - një injektor manual ose një kampionues automatik , ku injektohet edhe kampioni. Funksionimi i valvulave të programuesit të gradientit kontrollohet ose nga moduli i kontrollit të sistemit (pompë ose kontrollues) ose nga një program kontrolli PC. Sistemet e këtij lloji formojnë një gradient binar, tre-dimensionale dhe katër-dimensionale. Forma e funksionit të përpunimit të gradientit varet nga moduli specifik i kontrollit ose programi i kontrollit, si dhe nga funksionaliteti i moduleve të kontrolluara dhe të kontrollit. Më tej, përmes filtrit në linjë (8), kampioni me rrymën e fazës së lëvizshme hyn në elementin e ndarjes (elementet) (4) - përmes parakolonës në kolonën e ndarjes. Më pas, eluati hyn në detektor (5) dhe hiqet në rezervuarin e kullimit (7). Kur eluati rrjedh nëpër qarkun matës të detektorit, kromatogrami regjistrohet dhe të dhënat transmetohen në një regjistrues (regjistrues) analog (6) ose në një sistem tjetër për mbledhjen dhe përpunimin e të dhënave kromatografike (integrues ose kompjuter). Në varësi të dizajnit të moduleve funksionale, sistemi mund të kontrollohet nga tastiera e modulit të kontrollit (zakonisht një pompë ose kontrollues sistemi), ose nga një program kontrolli nga një kompjuter personal. Në rastin e kontrollit të modulit të kontrollit, është e mundur të kontrolloni në mënyrë të pavarur detektorin nga tastiera e tij.

Megjithë atraktivitetin e dukshëm të sistemeve të tilla (ato përdorin vetëm një pompë precize me presion të lartë), këto sisteme kanë një sërë disavantazhesh, ndër të cilat kryesore, ndoshta, është nevoja e rëndë për degazimin e plotë të komponentëve të fazës së lëvizshme edhe para mikser me presion të ulët (dhoma e programuesit gradient). Ajo kryhet me ndihmën e degazuesve të veçantë të rrjedhës. Për shkak të këtij fakti, kostoja e tyre bëhet e krahasueshme me një lloj tjetër të sistemeve gradient - sistemet me formimin e një përbërje gradienti të fazës së lëvizshme në linjën e presionit të lartë.

Dallimi themelor midis sistemeve me formimin e një përbërjeje të gradientit të fazës së lëvizshme në linjën e presionit të lartë është përzierja e përbërësve në linjën e presionit të lartë, natyrisht, me këtë qasje, numri i pompave precize përcaktohet nga numri i rezervuarëve për përzierjen. faza e lëvizshme. Me këtë qasje, kërkesat për tërësinë e degazimit të përbërësve zvogëlohen ndjeshëm.

Skema e një kromatografi gradient me formimin e një gradienti të përbërjes së fazës së lëvizshme në linjën e presionit të lartë.

Faza e lëvizshme nga rezervuarët (1) përmes filtrave të hyrjes (9) furnizohet nga pompat me precizion me presion të lartë (2 dhe 11) përmes një përzierësi të rrjedhës statike ose dinamike (10) në sistemin e injektimit të mostrës (3) - një manual injektor ose autosampler, ku injektohet edhe kampioni. Funksionimi i pompave të kontrolluara kontrollohet ose nga moduli i kontrollit të sistemit (pompa kryesore ose kontrolluesi) ose nga një program kontrolli PC. Në këtë rast, të gjitha pompat kontrollohen. Sistemet e këtij lloji formojnë një gradient binar ose tredimensional. Forma e funksionit të përpunimit të gradientit varet nga moduli specifik i kontrollit ose programi i kontrollit, si dhe nga funksionaliteti i moduleve të kontrolluara dhe të kontrollit. Më tej, përmes filtrit në linjë (8), kampioni me rrymën e fazës së lëvizshme hyn në elementin e ndarjes (elementet) (4) - përmes parakolonës në kolonën e ndarjes. Pastaj eluati hyn në detektor (5) dhe hiqet në rezervuarin e kullimit (7). Kur eluati rrjedh nëpër qarkun matës të detektorit, kromatogrami regjistrohet dhe të dhënat transmetohen në një regjistrues (regjistrues) analog (6) ose në një sistem tjetër për mbledhjen dhe përpunimin e të dhënave kromatografike (integrues ose kompjuter). Në varësi të dizajnit të moduleve funksionale, sistemi mund të kontrollohet nga tastiera e modulit të kontrollit (zakonisht një pompë ose kontrollues sistemi), ose nga një program kontrolli nga një kompjuter personal. Në rastin e kontrollit të modulit të kontrollit, është e mundur të kontrolloni në mënyrë të pavarur detektorin nga tastiera e tij.

Skemat e propozuara janë mjaft të thjeshtuara. Sistemet mund të përfshijnë pajisje shtesë - një termostat kolone, sisteme të derivatizimit pas kolonës, sisteme të përgatitjes së mostrës dhe përqendrimit të mostrës, një riciklues tretës, sisteme membranore për shtypjen e përçueshmërisë elektrike të sfondit (për kromatografinë jonike), sisteme shtesë mbrojtëse (filtra, kolona), etj. Në diagrame, modulet manometrike gjithashtu nuk tregohen veçmas. Si rregull, këto pajisje ndërtohen në njësitë e pompës. Këto njësi mund të kombinojnë pompa të shumta, një pompë me një programues gradient dhe një kontrollues të përbashkët të sistemit. Struktura e sistemit varet nga konfigurimi i tij dhe secili prodhues specifik.

Një ndërlikim i tillë radikal i mbështetjes teknike të procesit kromatografik çon në shfaqjen e një sërë kërkesash për vetitë e fazës së lëvizshme, të cilat mungojnë në kromatografinë klasike kolone dhe planare. Faza e lëngshme duhet të jetë e përshtatshme për zbulim (të jetë transparente në një rajon të caktuar të spektrit ose të ketë një indeks të ulët thyerjeje, një përçueshmëri të caktuar elektrike ose lejueshmëri etj.), inerte ndaj materialeve të pjesëve të traktit kromatografik, jo formë flluskat e gazit në valvulat e pompës dhe në qelizën e detektorit, nuk kanë papastërti mekanike.

Në kromatografinë e lëngët përdoren shumë lloje pompash. LC me presion të ulët shpesh përdor pompa peristaltike (Figura 1).

Fig.1 Pompë peristaltike e programueshme MasterFlex.

Në HPLC, pompat me presion të lartë përdoren për të siguruar rrjedhën e fazës së lëvizshme përmes kolonës me parametrat e specifikuar.

Karakteristikat teknike më të rëndësishme të pompave HPLC janë: diapazoni i rrjedhjes; presioni maksimal i punës; riprodhueshmëria e rrjedhës; diapazoni i pulsimit të furnizimit me tretës.

Nga natyra e furnizimit me tretës, pompat mund të jenë me furnizim (rrjedhje) konstante dhe presion konstant. Në thelb, në punën analitike, përdoret një mënyrë e rrjedhës së vazhdueshme, kur mbushni kolonat, përdoret një mënyrë presioni konstant.

Sipas parimit të funksionimit, pompat HPLC ndahen në shiringë dhe me radhë kumarxhi reciproke .

Pompa shiringash

Karakteristika kryesore dalluese e këtyre pompave është funksionimi i tyre ciklik, dhe për këtë arsye kromatografët në të cilët përdoren këto pompa ndryshojnë edhe në funksionimin ciklik.

Oriz. 2. Rregullimi kryesor i një pompe shiringe për HPLC.

Oriz. 2A. Pompë shiringe.

Njësia e kontrollit BU furnizon me tension motorin D, i cili përcakton shpejtësinë dhe drejtimin e rrotullimit të tij. Rrotullimi i motorit me ndihmën e kutisë së shpejtësisë P shndërrohet në lëvizjen e pistonit P brenda cilindrit D. Pompa funksionon në 2 cikle. Gjatë ciklit të mbushjes, valvula K2 është e mbyllur, K1 është e hapur, tretësi rrjedh nga rezervuari në cilindrin C. Në modalitetin e furnizimit, valvula K1 mbyllet dhe përmes valvulës K2 faza e lëvizshme hyn në pajisjen e dozimit.

Pompat e këtij lloji karakterizohen nga mungesa pothuajse e plotë e pulsimeve në rrjedhën e fazës së lëvizshme gjatë funksionimit.

Disavantazhet e pompës:

a) konsumi i lartë i kohës dhe tretësit për larje kur ndryshoni tretësin;

b) vëllimi i PF i kufizuar nga vëllimi i shiringës, dhe rrjedhimisht koha e kufizuar e ndarjes;

c) pezullimi i ndarjes gjatë mbushjes së pompës;

d) dimensione dhe peshë të madhe duke siguruar rrjedhje dhe presion të lartë (ju duhet një motor i fuqishëm dhe një forcë e madhe pistoni me sipërfaqen e tij të madhe).

Pompa reciproke me kumarxhi.

Oriz. 3. Pajisja kryesore e një pompe zhytëse.

Parimi i funksionimit.

Motori D përmes kutisë së shpejtësisë R e kthen mbrapsht pistën P, duke lëvizur në kokën e punës të pompës. Valvulat K1 dhe K2 hapen kur pompa është përkatësisht në fazën e thithjes dhe dërgimit. Sasia e ushqimit vëllimor përcaktohet nga tre parametra: diametri i kutisë (zakonisht 3.13; 5.0; 7.0 mm), amplituda e tij (12-18 mm) dhe frekuenca (e cila varet nga shpejtësia e rrotullimit të motorit dhe kutisë së marsheve).

Pompat e këtij lloji sigurojnë një rrjedhje vëllimore konstante të fazës së lëvizshme për një kohë të gjatë. Presioni maksimal i punës 300-500 atm, prurja 0,01-10 ml/min. Përsëritshmëria e furnizimit të vëllimit -0.5%. E meta kryesore është se tretësi futet në sistem në formën e një sërë impulsesh të njëpasnjëshme, kështu që ka pulsime të presionit dhe rrjedhës (Fig. 4). Kjo është arsyeja kryesore për rritjen e zhurmës dhe desensibilizimin e pothuajse të gjithë detektorëve të përdorur në LC, veçanërisht elektrokimik.

Fig.4. Pulsimi i pompës së pistës.

Mënyrat për t'u marrë me pulsimet.

1. Aplikimi i pajisjeve amortizuese.

Këto janë tuba spirale të një profili të veçantë prej çeliku inox, të përfshirë në seri ose paralelisht në sistemin midis pompës dhe shpërndarësit.

Oriz. 5. Damper spirale.

Amortizuesi është i zbërthyer me një rritje të presionit në të (përshpejtimi i pompës). Me një ulje të presionit, ai përdredh, vëllimi i tij zvogëlohet, ai shtrydh një pjesë të tretësit, duke mbajtur një shpejtësi konstante të rrjedhës dhe duke zvogëluar pulsimet. Një damper i tillë funksionon mirë në një presion prej 50 atm dhe më lart.

Me një presion prej 5-30 atm, zbut më mirë pulsimet amortizues ajri, bërë nga një kolonë (Fig. 6.). Ajri në kolonën e mbyllur (6x200 mm) është i ngjeshur dhe pulsimet shuhen. Ajri në të shpërndahet në 24 orë.

Oriz. 6. Damper ajri.

2. Përdorimi i pajisjeve elektronike.

Kur përdorni një dhënës elektronik të presionit, leximet nga dhënës mund të përdoren për të kontrolluar funksionimin e pompës. Kur presioni bie, shpejtësia e motorit rritet dhe kompenson uljen e presionit. Është gjithashtu e mundur të kompensohen rrjedhjet në valvula dhe pjesërisht në pranga. Përdorimi i një damperi elektronik (BPZh-80, KhPZh-1, etj.) bën të mundur uljen e pulsimeve të presionit në 1 atm në një presion prej 100-150 kgf/cm2.

1.6.3. Kromatografia e shkëmbimit të joneve, joneve, çifteve jonike. Metodat e kromatografisë së shkëmbimit të joneve, joneve dhe çifteve jonike bazohen në procesin dinamik të zëvendësimit të joneve të lidhura me fazën stacionare me jonet eluent që hyjnë në kolonë. Qëllimi kryesor i procesit kromatografik është ndarja e joneve inorganike ose organike të së njëjtës shenjë. Mbajtja në këto lloje të kromatografisë përcaktohet nga ndryshimi i energjisë së lirë të reaksionit të shkëmbimit të joneve. Raporti i përqendrimeve të joneve shkëmbyes në tretësirë ​​dhe në fazën e sorbentit karakterizohet nga ekuilibri i shkëmbimit jonik. Shkëmbimi i joneve konsiston në faktin se disa substanca (këmbyes jonesh), kur zhyten në një tretësirë ​​elektrolite, thithin katione ose anione prej tij, duke lëshuar një sasi ekuivalente të joneve të tjera me një ngarkesë të së njëjtës shenjë në tretësirë. Ndërmjet shkëmbyesit të kationit dhe tretësirës ka një shkëmbim kationesh, midis shkëmbyesit të anionit dhe tretësirës ka një shkëmbim të anioneve.

Këmbyesit e kationeve janë më shpesh substanca polimerike të patretshme të sintetizuara posaçërisht që përmbajnë grupe jonogjene acidike në strukturën e tyre: -SO 3 H; –COOH; -OH; –PO 3 H 2 ; –AsO 3 H 2 .

Formulat kimike të shkëmbyesve të kationeve mund të paraqiten skematikisht si R-SO 3 H; R-SO 3 Na. Në rastin e parë, shkëmbyesi kation është në formën H, në të dytën në formën Na. R është një matricë polimer.

Reaksionet e shkëmbimit të kationeve shkruhen si reaksione kimike të zakonshme heterogjene:

RN + Na + RNa + H +

Këmbyesit e anionit përmbajnë grupe bazë jonogjene në strukturën e tyre: –N(CH 3) 3 + ; =NH2+; =NH + etj. Formulat e tyre kimike mund të përfaqësohen si RNH 3 OH dhe RNH 3 Cl ose ROH, RCl. Në rastin e parë, shkëmbyesi i anionit është në formën OH, në të dytën në formën Cl. Reagimi i shkëmbimit të anionit mund të shkruhet si më poshtë:

R–OH+Cl – RCl+OH –

Janë të njohur shkëmbyesit e joneve amfoterë që përmbajnë në strukturën e tyre grupe acidike dhe bazike. Këmbyesit e joneve që kanë në përbërjen e tyre të njëjtin lloj (për shembull, SO 3 H) grupe acidike (bazike) quhen monofunksionale; këmbyesit e joneve që përmbajnë grupe heterogjene (për shembull, - SO 3 H, - OH) acide (bazë) - shumëfunksionale.

Shkëmbyesit e joneve monofunksionale fitohen nga një reaksion polimerizimi. Reaksioni i polikondensimit bën të mundur marrjen e shkëmbyesve të joneve polifunksionale. Në mënyrë që shkëmbyesit e joneve që rezultojnë të kenë karakteristika mjaftueshëm të larta të performancës, ata duhet të jenë të patretshëm, por të fryrë në tretësin e duhur dhe të kenë një numër mjaft të madh grupesh jonogjene të afta të shkëmbehen me grupet jonogjene të kampionit të analizuar. Kjo mund të arrihet nëse zinxhirët e polimerit që rezultojnë janë mjaftueshëm të degëzuar dhe të lidhur me njëri-tjetrin me "ura të ndërlidhura". Për shembull, në përgatitjen e shkëmbyesve të kationeve të llojit të polimerizimit të bazuar në stiren, divinilbenzeni përdoret më shpesh si një agjent ndërlidhës, futja e të cilit në një sasi deri në 16% siguron prodhimin e shkëmbyesve të joneve me shkallë të ndryshme fryrjeje dhe, prandaj, ju lejon të kontrolloni porozitetin e shkëmbyesit të joneve. Shkalla e fryrjes së shkëmbyesit të joneve, e shprehur në mililitra/gram, është vëllimi i 1 g shkëmbyes jonesh të thatë në ajër të paketuar në kolonë.

Shkëmbyesi i joneve thith, si rregull, një nga kundërjonet - jonet në fazën e lëvizshme, d.m.th. shfaq një selektivitet të caktuar. Seritë e afinitetit ose selektivitetit të joneve në lidhje me shkëmbyesit e joneve të llojeve të ndryshme janë krijuar në mënyrë eksperimentale. Për shembull, në përqendrime të ulëta të tretësirës në shkëmbyesit e kationeve me aciditet të fortë, jonet me të njëjtën ngarkesë thithen në sekuencën vijuese:

Li +  Na +  K +  Rb +  Cs +

Mg 2+  Ca 2+  Sr 2+  Ba 2+ .

Për jonet me ngarkesa të ndryshme, thithshmëria rritet me rritjen e ngarkesës:

Na+Ca2+

Sidoqoftë, ndryshimi i kushteve për kryerjen e reaksionit të shkëmbimit të joneve mund të çojë në përmbysjen e serisë. Seritë e afinitetit janë krijuar gjithashtu për shkëmbyesit e anionit. Për shembull, thithshmëria e anioneve në shkëmbyesit e anionit shumë bazë rritet në seritë:

F -  OH -  Cl -  Br -  NO 3 -  J -  SCN -  ClO 4 - .

Shkëmbyesit e joneve që përmbajnë grupe fort acide ose fort bazike në strukturën e tyre hyjnë në reaksione të shkëmbimit të joneve me çdo jon në tretësirë ​​që ka ngarkesa të së njëjtës shenjë si shenja e kundërjonit. Shkëmbyesit e tillë të joneve quhen universale.

Procesi i shkëmbimit të joneve ndërmjet analitit dhe shkëmbyesit të joneve mund të kryhet në një nga tre mënyrat: statike, dinamike (metoda e filtrit të shkëmbimit të joneve) dhe kromatografike.

Metoda statike shkëmbimi i joneve është se një mostër e shkëmbyesit të joneve vihet në kontakt me një vëllim të caktuar tretësirë ​​dhe përzihet ose tundet për një kohë të caktuar derisa të vendoset ekuilibri. Kjo është një metodë e shpejtë dhe e thjeshtë e shkëmbimit të joneve, e përdorur për përqendrimin e joneve nga tretësirat e holluara, për të hequr papastërtitë e padëshiruara, por nuk siguron përthithje të plotë të joneve, pasi shkëmbimi i joneve është një proces jo ekuilibër dhe për këtë arsye nuk garanton ndarje të plotë. të joneve.

Gjatë kryerjes së shkëmbimit të joneve në mënyrë dinamike përmes kolonës kalohet një tretësirë ​​me një shkëmbyes jonesh, i cili, ndërsa lëviz përgjatë kolonës, bie në kontakt me granula të reja të shkëmbyesit të joneve. Ky proces siguron një shkëmbim më të plotë sesa metoda statike, pasi produktet e shkëmbimit hiqen nga rrjedha e zgjidhjes. Ata mund të përqendrojnë jone nga tretësira të holluara dhe të ndajnë jone që ndryshojnë shumë në veti, për shembull, jone të ngarkuar ndryshe (ndajnë kationet nga anionet), por ndarja e joneve me të njëjtën shenjë ngarkese është pothuajse e pamundur. Ndarja sasiore e joneve të tilla është e mundur vetëm me përsëritjen e përsëritur të akteve elementare të absorbimit-desorbimit në kushte dinamike, d.m.th. metoda kromatografike . Kur punoni me këtë metodë, përdoren shtresa të larta të shkëmbyesit të joneve, dhe përzierja që do të ndahet futet në këtë shtresë në një sasi shumë më të vogël se kapaciteti i kolonës, për shkak të së cilës sigurohet përsëritja e përsëritur e akteve elementare të shkëmbimit të joneve. .

Sipas teknikës së analizës, kromatografia me shkëmbim jonesh është e ngjashme me kromatografinë molekulare dhe mund të kryhet sipas opsioneve të eluentit (në zhvillim), frontal dhe zhvendosjes. Dallimi midis kromatografisë molekulare dhe kromatografisë së shkëmbimit të joneve është se në kromatografinë molekulare, përbërësit e ndarë të përzierjes eluentohen nga kolona me një eluent të pastër, ndërsa në kromatografinë me shkëmbim jonesh, një tretësirë ​​elektrolite përdoret si eluent. Në këtë rast, joni i shkëmbyer i eluentit duhet të thithet në mënyrë më pak selektive se cilido nga jonet e përzierjes që ndahet.

Gjatë zhvillimit të kromatografisë së shkëmbimit të joneve, e cila përdoret më shpesh, një kolonë e mbushur me një shkëmbyes joni lahet së pari me një zgjidhje elektrolite derisa shkëmbyesi i joneve të zëvendësojë plotësisht të gjitha jonet e tij me jonet që përmbahen në eluent. Pastaj, një vëllim i vogël i tretësirës së analitit që përmban jone të ndashëm në një sasi prej rreth 1% të kapacitetit të shkëmbyesit të joneve injektohet në kolonë. Më pas, kolona lahet me një tretësirë ​​eluente, duke marrë fraksione të eluatorit dhe duke i analizuar ato.

Një përzierje e joneve Cl-, Br-, J- mund të ndahet në një rrëshirë shumë bazike të shkëmbimit të anionit (polistireni i ndërlidhur që përmban grupe të bazave të amonit kuaternare N (CH 3) 3 +), për shembull, AB-17, e cila ka një diapazon selektiviteti (selektive): NO 3 - Cl – Br – J – . Si rezultat, një zgjidhje NaNO 3 përdoret si eluent. Së pari, kjo tretësirë ​​kalohet përmes shkëmbyesit të joneve derisa të ngopet plotësisht me jone NO 3 -. Kur përzierja që do të ndahet futet në kolonë, jonet Cl – , Br – , J – absorbohen nga shkëmbyesi i anionit, duke zhvendosur jonet NO 3 –. Gjatë larjes së mëvonshme të kolonës me tretësirë ​​NaNO 3, jonet Cl – , Br – , J – në shtresat e sipërme të shkëmbyesit të anionit gradualisht zëvendësohen sërish nga jonet NO 3 –. Jonet Cl - do të zhvendosen më shpejt nga të gjithë, jonet J - do të qëndrojnë më gjatë në kolonë. Dallimi në selektivitetin e shkëmbyesit të joneve ndaj joneve të përzierjes çon në faktin se në kolonë formohen zona të veçanta të joneve të adsorbuar Cl - , Br - dhe J - duke lëvizur nëpër kolonë me shpejtësi të ndryshme. Ndërsa lëvizni përgjatë kolonës, distanca midis zonave rritet. Në çdo zonë ka vetëm një nga anionet e përzierjes që ndahet dhe anionin e eluentit, në intervalin midis zonave ka vetëm një anion të eluentit. Kështu, fraksionet që përmbajnë përbërës individualë të përzierjes që do të ndahen do të shfaqen në eluentin në daljen e kolonës.

Për të zgjidhur problemet praktike, kushtet për ndarjen e joneve ndryshojnë duke zgjedhur një fazë të përshtatshme lëvizëse (përbërja, përqendrimi, pH, forca jonike) ose duke ndryshuar porozitetin e matricës polimer të shkëmbyesit të joneve, d.m.th., numrin e lidhjeve ndërzinxhirë në matricës dhe krijimit të sitave të shkëmbimit të joneve që janë të përshkueshme nga disa jone dhe të afta për shkëmbimin e tyre dhe të padepërtueshme për të tjerët. Është gjithashtu e mundur të ndryshohet natyra dhe rregullimi i ndërsjellë i grupeve jonogjene, si dhe të merren sorbentë të aftë për reaksione kimike selektive për shkak të formimit kompleks. Selektiviteti i lartë zotërohet, për shembull, nga kompleksimi i shkëmbyesve të joneve që përmbajnë në strukturën e tyre grupe keluese të reagentëve organikë dimetilglioksime, ditizon, 8-hidroksikuinoline, etj., si dhe eterë të kurorës.

Zbatimi më i madh në kromatografinë e shkëmbimit të joneve, joneve dhe çifteve jonike gjendet nga shkëmbyesit jonikë organikë sintetikë makro dhe mikro-net që kanë një kapacitet të madh shkëmbimi (3-7 mmol/g), si dhe nga materialet joorganike të shkëmbimit të joneve. Shkëmbyesit e joneve Micromesh janë të aftë të shkëmbejnë jone vetëm në gjendje të fryrë, ndërsa ato macromesh janë në gjendje të shkëmbejnë jone në gjendje të fryrë dhe të pa fryrë. Një lloj tjetër strukturor i shkëmbyesve të joneve janë shkëmbyesit e joneve me film sipërfaqësor, bërthama e ngurtë e të cilëve është bërë nga një kopolimer jo poroz i stirenit dhe divinilbenzenit, qelqit ose xhel silicë dhe është i rrethuar nga një film i hollë i shkëmbyesit të joneve. Diametri i përgjithshëm i një grimce të tillë është rreth 40 μm, dhe trashësia e filmit të shkëmbyesit të joneve është 1 μm. Disavantazhi i shkëmbyesve të tillë të joneve është diametri relativisht i madh i grimcave dhe kapaciteti i ulët i shkëmbimit për shkak të sipërfaqes së ulët specifike, si rezultat i së cilës është e nevojshme të punohet me mostra të vogla dhe, në përputhje me rrethanat, të përdoren detektorë shumë të ndjeshëm. Për më tepër, këmbyesit e tillë të joneve helmohen shpejt dhe nuk janë në gjendje të rigjenerohen.

Në kromatografinë e shkëmbimit të joneve dhe kromatografisë me performancë të lartë, shkëmbyesit e joneve të polistirenit poroz hapësinor, silicat poroze me vëllim me një diametër granulash rreth 10 μm dhe kopolimerët porozë dhe të modifikuar në sipërfaqe të stirenit dhe divinilbenzenit praktikisht jo të fryrë me përdoren sulfo dhe amino grupe jonogjene.

Në kromatografinë e çiftit jon, përdoren sorbentë "brushë" - xhel silicë me faza të kundërta të shartuara C 2, C 8, C 18, të cilat shndërrohen lehtësisht në një shkëmbyes kationi me thithjen e surfaktantëve jonikë nga faza e lëvizshme, për shembull, alkil. sulfate ose kripëra të bazave kuaternare të amonit.

Gjatë kryerjes së ndarjes kromatografike duke përdorur shkëmbyes jonesh, tretësirat ujore të kripërave përdoren më shpesh si fazë lëvizëse. Kjo për faktin se uji ka veti të shkëlqyeshme tretëse dhe jonizuese, për shkak të të cilave molekulat e mostrës së analizuar shpërndahen menjëherë në jone, grupet e shkëmbimit të joneve të shkëmbyesit të joneve hidratohen dhe gjithashtu kalojnë në një formë të shkëputur plotësisht ose pjesërisht. Kjo siguron një shkëmbim të shpejtë të kundërjoneve. Forca e elucionit të fazës së lëvizshme ndikohet kryesisht nga pH, forca jonike, natyra e tretësirës buferike, përmbajtja e tretësit organik ose surfaktantit (kromatografia e çiftit jon).

Vlera e pH zgjidhet në varësi të natyrës së grupeve jonogjene, joneve që do të ndahen dhe matricës. Është e mundur të punohet me shkëmbyes jonesh me aciditet të fortë dhe me bazikë të fortë në pH = 2-12, me ata me aciditet të dobët në pH = 5-12 dhe me ata me bazikë të dobët në pH = 2-6. Sorbentët me bazë silicë nuk mund të përdoren në pH 9. Forca jonike e fazës së lëvizshme ndikon në kapacitetin e shkëmbyesit të joneve. Me një rritje të forcës jonike, thithja e joneve zakonisht zvogëlohet, pasi forca e elucionit e fazës së lëvizshme rritet. Prandaj, në fillim të ndarjes, faza e lëvizshme duhet të ketë një forcë të ulët jonike (0,05-0,1), dhe vlera përfundimtare e kësaj karakteristike nuk duhet të kalojë 2. Në elucionin e gradientit, shpesh përdoren tamponët me forcë jonike në rritje.

Për elucionin selektiv të joneve të përthithur nga shkëmbyesi i joneve, uji, tretësirat tampon (fosfat, acetat, borat, hidrokarbonat, etj.) me një vlerë të caktuar pH dhe forcë jonike, tretësira të mineraleve (klorhidrik, azot, sulfurik, fosforik) dhe acide organike (fenol, citrik, laktik, tartar, oksalik, EDTA). Zgjedhja e eluentit lehtësohet nga fakti se koeficientët kufizues të shpërndarjes së shumicës së elementeve ndërmjet solucioneve ujore (ujore-organike) të shumë komplekseve dhe shkëmbyesve të joneve të tipit standard përcaktohen dhe paraqiten në tabela.

1.6.4. Kromatografia me përjashtim të madhësisë. Kromatografia me përjashtim të madhësisë është një lloj kromatografie e lëngshme në të cilën ndarja e përbërësve bazohet në shpërndarjen e molekulave sipas madhësisë së tyre midis tretësit në poret e sorbentit dhe tretësit që rrjedh midis grimcave të tij. Gjatë ndarjes, molekula të vogla hyjnë në rrjetin polimer, në poret e të cilit tretësi shërben si fazë stacionare dhe mbahen aty. Molekulat e mëdha nuk mund të depërtojnë në rrjetin polimer dhe lahen nga kolona nga faza e lëvizshme. Fillimisht eliminohen molekulat më të mëdha, më pas ato të mesme dhe në fund ato të voglat.

Kromatografia e përjashtimit të madhësisë ndahet në depërtim xheli dhe filtrim xheli. Në kromatografinë e përshkimit të xhelit, ndarja ndodh në polimere që fryhen në tretës organikë. Versioni i filtrimit të xhelit të kromatografisë me përjashtim të madhësisë përfshin përdorimin e polimereve të fryrë nga uji si faza stacionare.

Kohëzgjatja e mbajtjes së përbërësve të mostrës së analizuar në kolonën e përjashtimit të madhësisë varet nga madhësia e molekulave të tyre dhe difuzioni në poret e sorbentit, si dhe nga madhësia e poreve të fazës stacionare.

Në këtë lloj kromatografie të lëngët, koeficienti i ndarjes D për molekulat më të vogla të kampionit të analizuar, të cilat lëvizin në kolonën kromatografike me shpejtësinë më të ulët, duke depërtuar në rrjetin e fazës stacionare, është e barabartë me 1, pasi faza e lëvizshme dhe tretësi në poret e fazës stacionare kanë të njëjtën përbërje. Në këtë rast, ekuacioni kryesor i kromatografisë së kolonës merr formën

Molekulat e mëdha që nuk hyjnë në poret e fazës së palëvizshme, eliminohen nga kolona së bashku me fazën e lëvizshme. Për ata D= 0, a V R =V m. Një gamë e tillë e vlerave të koeficientit të shpërndarjes (nga 0 në 1) është tipike vetëm për kromatografinë e përjashtimit të madhësisë.

Të gjitha molekulat e substancës shumëkomponente të analizuar duhet të lahen nga kolona duke kaluar një vëllim të vogël tretësi nga V m përpara V m +V s dhe ndarja përfundon përpara se piku i tretësit të dalë. Prandaj, në këtë lloj kromatografie, është e nevojshme të përdoren kolona mjaftueshëm të gjata me një vëllim të madh të lirë. V m dhe një numër i madh poresh në sorbent.

Rezolucioni i majave kromatografike në ndarjet e përjashtimit të madhësisë mund të përmirësohet duke përdorur elucionin gradient me tretës të përzier.

Çdo sorbent i përdorur në kromatografinë e përjashtimit të madhësisë karakterizohet nga një vëllim i caktuar pore dhe, për rrjedhojë, ka një zonë të caktuar të peshave molekulare të ndashme dhe një kurbë të caktuar kalibrimi. Në këtë rast, kurba e kalibrimit që karakterizon varësinë e vëllimit të mbajtur nga pesha molekulare ose madhësia e molekulave, si rregull, ka një formë komplekse.

Fazat stacionare në kromatografinë e përjashtimit të madhësisë zgjidhen bazuar në detyra specifike analitike. Fillimisht përcaktohet se cili sistem tretës mund të përdoret për analizë (ujor ose organik ujor). Në varësi të kësaj, përcaktohet lloji i sorbentit. Nëse mostrat e tretshme në ujë do të ndahen, për shembull, dekstrane të ndërlidhura të fryrë në ujë (Sephadex) ose poliakrilamide (Biogel P) përdoren si faza stacionare. Ndarja e substancave të tretshme në tretës organikë mund të kryhet në polistiren me shkallë të ndryshme ndërlidhjeje, të cilat bymehen në tretës organikë (stirogel, poragel, biobid C). Xhel të tillë të fryrë në përgjithësi nuk janë të qëndrueshëm në presion dhe lejojnë shpejtësi shumë të ulëta të rrjedhës së fazës së lëvizshme, gjë që rrit kohën e analizës. Për të zbatuar një version shumë efikas të kromatografisë me përjashtim të madhësisë, është e nevojshme të përdoren faza stacionare me matrica të ngurtë - xhel silicë, disavantazhi i të cilave - aktiviteti i lartë i absorbimit - eliminohet nga silanizimi sipërfaqësor ose zgjedhja e një eluenti të polaritetit të duhur. .

Substancat që mund të përdoren si faza të lëvizshme në kromatografinë e përjashtimit të madhësisë janë:

 shpërndajë plotësisht kampionin e analizuar;

 lagni pusin e sorbentit;

 kundërvepron adsorbimin e përbërësve të mostrës në sorbent;

 kanë viskozitet dhe toksicitet të ulët.

1.6.5. Kromatografi planare. Kromatografia planare përfshin kromatografinë me shtresë të hollë dhe letër. Këto lloj kromatografie të lëngëta janë të thjeshta në teknikë, të shprehura, nuk kërkojnë pajisje të shtrenjta, gjë që është përparësia e tyre e pamohueshme.

Ndarja e një përzierje substancash me këto metoda mund të kryhet duke përdorur sisteme të ndryshme kromatografike. Prandaj dallohen adsorbimi, shpërndarja, faza normale dhe e kundërt, shkëmbimi i joneve etj., letra dhe kromatografia me shtresë të hollë. Aktualisht, kromatografia me shtresë të hollë është më e përdorura.

Letra dhe kromatografia me shtresë të hollë janë të ngjashme në teknikë. Fibra e letrës celuloze përdoret si fazë e palëvizshme në kromatografinë e letrës dhe sorbentë të ndryshëm (Al 2 O 3 , xhel silicë, etj.) aplikohen në një shtresë uniforme të hollë (100-300 μm) në një substrat qelqi, metali ose plastik (bartës). ) në kromatografinë me shtresë të hollë. Shtresa adsorbente në mbështetëse mund ose nuk mund të fiksohet.

Ndarja kromatografike në metoda planare, si dhe në një kolonë, është për shkak të transferimit të përbërësve të analitit nga faza e lëvizshme përgjatë shtresës së fazës stacionare me shpejtësi të ndryshme në përputhje me koeficientët e shpërndarjes së substancave që do të ndahen. . Në të dyja rastet, përdoren sisteme kromatografike me sorbent të lëngët-ngurtë (mekanizmi i ndarjes së adsorbimit), transportues lëng-lëng-ngurtë (shpërndarja, shkëmbimi i joneve dhe mekanizma të tjerë).

Si faza të lëvizshme përdoren tretës të ndryshëm ose përzierjet e tyre, acide organike ose inorganike.

Marrja praktike e kromatogrameve planare konsiston në sa vijon.

Në një rrip letre kromatografike ose në një shtresë të hollë sorbent, një vijë fillestare shënohet me laps në një distancë prej 1 cm nga buza e poshtme e shiritit ose pllakës. Një mikropipetë përdoret për të aplikuar një kampion në vijën e fillimit në formën e një njolle me një diametër jo më shumë se 2-3 mm. Pastaj buza e shiritit ose pllakës ulet në enën me fazën e lëvizshme, e vendosur në një dhomë të mbyllur. Ndërsa faza e lëvizshme ngrihet përgjatë shiritit ose pllakës dhe ndodhin aktet e shumta elementare të absorbimit-desorbimit, shpërndarja midis dy fazave të lëngshme, shkëmbimi i joneve, etj., të cilat janë të zakonshme në kromatografi, përbërësit e përzierjes së analizuar ndahen. Procesi zakonisht vazhdohet derisa tretësi të ketë kaluar nga vija e fillimit 10 cm Pas kësaj, shiriti ose pllaka hiqet nga dhoma dhe thahet. Nëse përbërësit e analitit janë të ngjyrosur, ato japin pikat përkatëse të ngjyrave në kromatogram. Për të zbuluar përbërësit e panjollosur të analitit, duhet të zhvillohet kromatogrami. Zhvillimi i një kromatogrami dhe zbulimi i përbërësve të mostrës mund të kryhen me metoda të ndryshme dhe varen nga përbërja e përzierjeve të analizuara. Manifestimi mund të bëhet:

- Përdorimi i dritës UV. Metoda është e zbatueshme për zbulimin e substancave të afta të emetojnë rrezatimin e tyre (luminescencë) në intervalin e gjatësisë së valës së dukshme nën veprimin e rrezatimit UV;

 me anë të reagentëve-zhvilluesve. Për shembull, prania e aminoacideve në përzierjen e analizuar mund të zbulohet duke përdorur ninhidrinë. Kromatogrami i tharë zhytet në një tretësirë ​​0,2% të ninhidrinës në aceton dhe më pas thahet. Pikat që korrespondojnë me përbërës të ndryshëm të përzierjes fitojnë një ngjyrë vizuale dhe, si rregull, specifike për secilën substancë;

- duke përdorur jod. Në këtë rast, kromatogrami i zbuluar futet në një enë, në fund të së cilës ka kristale jodi. Avujt e jodit përthithen në njolla më fort, për shkak të të cilave njollat ​​vizualizohen. Jodi është një reagent zhvillues jo specifik. Duke përdorur reagentë specifikë, është e mundur jo vetëm të përcaktohet numri i përbërësve të një përzierjeje, por edhe të identifikohen substancat e ndara sipas ngjyrës së njollave.

Kromatografia e letrës dhe e shtresës së hollë më së shpeshti kryhet në të ashtuquajturin variant ngjitës të përshkruar më sipër. Shumë shpesh, për të përmirësuar cilësinë e kromatogrameve, është e nevojshme të përdoren variante më komplekse të kromatografisë planare, për shembull, nga lart-poshtë, rrethore, dydimensionale. Në kromatografinë poshtë letrës ose shtresës së hollë, analiti aplikohet në vijën fillestare të pllakës ose shiritit të letrës në krye, dhe eluenti ushqehet nga lart në vend të fundit. Efekti pozitiv i ndarjes së përmirësuar është për shkak të kontributit të forcave të gravitetit të komponentëve në procesin e ndarjes.

Si kromatografia në rrjedhën e sipërme ashtu edhe ato të poshtme mund të kryhen në versione një dhe dy-dimensionale. Në ndryshim nga procesi i ndarjes njëdimensionale me shtrat të sheshtë të përshkruar më sipër, në ndarjen kromatografike dydimensionale, ndarja e kampionit të analizuar fillimisht kryhet në një tretës, më pas ndarja kryhet në drejtimin pingul me të parin, duke përdorur një tretës tjetër, duke rrotulluar kromatogramin e parë me 90 ° C.

Në kromatografinë rrethore, analiti aplikohet si pikë në mes të një pllake ose fletë letre kromatografike. Një ose më shumë tretës shtohen gjithashtu pika-pika këtu. Kjo çon në faktin se kromatogrami që rezulton është një grup njollash radiale.

Pozicioni i njollave (zonave) që formojnë përbërësit e ndarë të analitit në një kromatogram të sheshtë karakterizohet nga vlerat e shpejtësisë relative të lëvizjes së përbërësve në një shtresë të hollë. R fi. Vlera eksperimentale R fi përkufizohet si raport i distancës L i, kaloi i-komponenti, në distancë L kalohet nga tretësi nga vija e fillimit në vijën e përparme (Fig. 1.10):

Vlera R fi varet nga natyra e komponentit përkatës të kampionit të analizuar, natyra e fazës stacionare, trashësia e saj, natyra dhe cilësia e fazës së lëvizshme, mënyra e aplikimit të kampionit dhe faktorë të tjerë, por gjithmonë R fi 1.

Vlera R fiështë në të vërtetë identike me kohën e mbajtjes së një substance ose vëllimin e saj të mbajtjes, e cila karakterizon shpejtësinë e kalimit të një substance përmes një kolone kromatografike dhe mund të përdoret për identifikimin cilësor të përbërësve të mostrës së analizuar, dhe diametri i pikës është identik në lartësinë ose sipërfaqen e majës kromatografike dhe, për rrjedhojë, në një farë mase pasqyron përmbajtjen sasiore të substancës.

Përcaktimi sasior i përbërjes së kampionit të analizuar në rastin më të thjeshtë mund të vlerësohet vizualisht nga intensiteti i ngjyrës së brendshme të njollave ose intensiteti i shkëlqimit fluoreshent të njollave që rezultojnë gjatë zbulimit UV. Për këto qëllime përdoret gjerësisht elucioni i njollave kromatografike. Në këtë rast, njolla e përftuar në kromatogram pritet ose gërvishtet me kujdes, trajtohet me një tretës të përshtatshëm dhe tretësira që rezulton ekzaminohet me metodën e duhur fiziko-kimike. Ju gjithashtu mund të përdorni metodën gravimetrike, në të cilën pika përkatëse pritet nga kromatogrami dhe peshohet. Sasia e substancës përcaktohet nga ndryshimi në peshën e letrës së pastër të së njëjtës zonë dhe letrës me substancën.

Letër (BH ) Dhe kromatografia me shtresë të hollë (TLC ) sipas mekanizmit të ndarjes i përkasin kromatografia e ndarjes . Në metodën HD, transportuesi është i veçantë letër kromatografike me veti të caktuara. Faza stacionare është ujë i përthithur në sipërfaqe dhe poret e letrës (deri në 20%), i lëvizshëm - tretës organik, i përzier ose i papërzier me ujë, ujë ose solucione elektrolite.

Mekanizmi mjaft e ndërlikuar në letër. Në fazën e palëvizshme, substanca mund të mbahet jo vetëm për shkak të tretjes në ujin e përthithur nga letra, por edhe të përthithen celulozë direkt. Vizatuar në letër komponentë të përbashkët kalojnë në fazën e lëvizshme dhe lëvizin nëpër kapilarët e letrës me shpejtësi të ndryshme në përputhje me koeficienti i shpërndarjes ndërfaqe secili prej tyre. Ne fillim kromatografia një pjesë e substancës nga letra kalon në faza e lëvizshme dhe vazhdo. Kur tretësi organik arrin në zonën e letrës që nuk përmban lëndë të tretur, rishpërndarja : nga faza organike, lënda kalon në fazën ujore, e sorbuar në letër. Meqenëse përbërësit janë të ndryshëm afiniteti për sorbentin , kur eluenti lëviz, ndodh ndarja: disa substanca vonohen në fillim të shtegut, të tjera lëvizin më tej. Këtu janë të kombinuara termodinamik (vendosja e një shpërndarje ekuilibri të substancave ndërmjet fazave) dhe kinetike (lëvizja e komponentëve me shpejtësi të ndryshme) aspektet e ndarjes. Si rezultat, secili komponent është i përqendruar në një zonë specifike të fletës së letrës: zonat e përbërësve individualë në kromatogrami . Përdorimi i kromatografisë në letër ka një sërë disavantazhesh domethënëse: procesi i ndarjes varet nga përbërja dhe vetitë e letrës, ndryshimi i përmbajtjes së ujit në poret e letrës me ndryshime në kushtet e ruajtjes, një shpejtësi shumë e ulët kromatografie ( deri në disa ditë), dhe riprodhueshmëri të ulët të rezultateve. Këto mangësi ndikojnë seriozisht në përhapjen e kromatografisë në letër si metodë kromatografike.

NË Metoda TLC procesi i ndarjes së një përzierje substancash kryhet në një shtresë të hollë sorbent të depozituara në një substrat të ngurtë inerte dhe të siguruar nga lëvizja faza e lëvizshme (tretës) nëpërmjet sorbentit nën veprimin e forcat kapilare . Ngamekanizmi i ndarjes të dallojë kromatografia e ndarjes, adsorbimit dhe shkëmbimit të joneve . Ndarja e komponentëve ndodh në këto raste ose si rezultat i koeficientit të ndryshëm të shpërndarjes së tyre midis dy fazave të lëngshme ( kromatografia e ndarjes ), ose për shkak të absorbueshmërisë së ndryshme të përbërjeve nga sorbent ( kromatografia e adsorbimit ). Metoda e adsorbimit bazohet në shkallë të ndryshme të absorbimit-desorbimit të komponentëve të ndarë në fazën stacionare. Adsorbimi kryhet me shpenzime forcat van der Waals , e cila është baza adsorbimi fizik , polimolekulare (formimi i disa shtresave adsorbatuese në sipërfaqen e adsorbentit) dhe kimisorbimi (ndërveprimi kimik i adsorbentit dhe adsorbatit).

Në rastin e përdorimit të sorbentëve të tillë për TLC si alumini ose xhel silicë luajnë një rol në ndarje shpërndarja , dhe adsorbimi në sipërfaqen aktive të zhvilluar të sorbentit (150–750 m2/g). Shpërndarja përbërësit e përzierjes ndodhin midis ujit në sipërfaqen e bartësit (të tilla adsorbentët , Si alumini , niseshte , celulozë , tokë diatomike - Dhe ujë formë faza stacionare ), dhe tretësi që lëviz nëpër këtë fazë të palëvizshme ( faza e lëvizshme ). Përbërësi i përzierjes që tretet më lehtë në ujë lëviz më ngadalë se ai që tretet më lehtë në fazën e lëvizshme.

Adsorbimi manifestohet në faktin se ndërmjet bartëse , për shembull, oksidi i aluminit, dhe përbërësit e përzierjes janë vendosur ekuilibrat e adsorbimit - për çdo komponent të vetin, rezultati i të cilit është shpejtësi të ndryshme udhëtimi përbërësit e përzierjes. Mund të dallohen dy raste ekstreme:

a) përqendrimi i substancës në adsorbent është zero. Substanca shpërndahet plotësisht në fazën e lëvizshme dhe largohet prej saj (lëviz së bashku me ballë tretës ).

b) substanca absorbohet plotësisht, nuk ndërvepron me tretësin dhe mbetet në fillim.

Në praktikë, me përzgjedhjen e aftë të tretësit dhe adsorbentit shpërndarja komponimet janë të vendosura ndërmjet këtyre rasteve ekstreme, dhe substancës gradualisht bartur nga një shtresë sorbente në tjetrën për shkak të proceseve që ndodhin njëkohësisht thithjen Dhe desorbimi .

Tretësi që kalon nëpër sorbent quhet eluent , procesi i lëvizjes së një lënde së bashku me një eluent  elucioni . Ndërsa lëngu lëviz në pjatë, përzierja e substancave ndahet për shkak të veprimit të forcave adsorbimi , shpërndarja , shkëmbimi i joneve ose një kombinim i të gjithë këtyre faktorëve. Si rezultat, ndani zonat kromatografike përbërësit e përzierjes, d.m.th. doli qe kromatogrami .

Përzgjedhja e saktë sorbent Dhe eluent përcakton efikasitetin e ndarjes së përzierjes. Lëvizshmëria e substancës së provës varet nga afiniteti i saj për sorbentin dhe forcë elutëse (polariteti) i eluentit. Me rritjen e polaritetit të përbërjes, rritet edhe afiniteti i tij për sorbentin polar. Duke rritur shkallën e adsorbimit xhel silicë përbërjet organike janë të renditura në një rresht: hidrokarburet<алкилгалогенидыарены<нитросоединения<простые эфиры <сложные эфиры<альдегиды<спирты<амины<карбоновые кислоты. В свою очередь për xhel silicë eluentët mund të renditen në rend rritës të "polaritetit" ( fuqi elutëse ) dhe formoni një seri tretësish ( seri eluotropike ) në përputhje me të dhënat eksperimentale: alkane> benzen> kloroform> dietil eter> acetat etilik> alkoole С 2 -С 4> ujë> aceton> acid acetik> metanol. Kështu, një përbërës polar, alkooli, absorbohet mjaft fuqishëm në xhel silicë dhe për këtë arsye lëviz dobët nën veprimin e një tretësi të tillë jopolar si heksani, dhe mbetet pranë vijës së fillimit. Nga ana tjetër, hidrokarburi aromatik jopolar bifenil është dukshëm më i lëvizshëm në heksan, por edhe këtu, për të arritur R f rreth 0.5, nevojitet një eluent aprotik më polar, klorur metilen. forca eluente rregullojnë duke përdorur përzierjet e tretësve - fqinjët në seri eluotropike me polaritet të ndryshëm.

Aktualisht, TLC përdor kryesisht sa vijon sorbents : për ndarje substanca lipofile xhel silicë , alumini , celulozë e acetiluar , poliamidet ; për të ndarë substanca hidrofile celulozë , këmbyesit e joneve të celulozës , tokë diatomike , poliamidet . Karakteristika më e rëndësishme e një sorbent është e saj aktivitet , d.m.th. aftësia thithin (mbahen) përbërësit e përzierjes që do të ndahen. Jashtë vendit prodhojnë një sërë firmash xhel silicë , tokë diatomike Dhe alumini me shtimin e 5% gipsi, i cili përdoret për fiksimin e shtresës sorbente në prodhimin e pllakave vetë.

Sorbenti më i zakonshëm është xhel silicë - acid silicik i hidratuar, i formuar nga veprimi i acideve minerale në Na 2 SiO 3 dhe tharja e solit që rezulton. Pas bluarjes së solit, përdoret një pjesë e një madhësie të caktuar kokrrizash (tregohet në pjatë, zakonisht 5-20 mikronë). xhel silicë është sorbent polar me grupe OH si qendra aktive. Thith lehtësisht ujin në sipërfaqe dhe formon lidhje hidrogjeni.

Alumini është një adsorbent me bazë të dobët dhe përdoret kryesisht për ndarjen e përbërjeve të dobëta bazë dhe neutrale. Disavantazhi i pllakave në oksid alumini është aktivizimi i detyrueshëm i sipërfaqes para përdorimit në një kabinet tharjeje në një temperaturë të lartë (100-150 o C) dhe aftësia e ulët absorbuese e shtresës në krahasim me xhelin silicë.

tokë diatomike - adsorbent i përftuar nga mineralet natyrore - tokat diatomike. Sorbenti ka veti hidrofilike dhe një kapacitet më të ulët absorbues të shtresës në krahasim me xhelin silicë.

Celuloza: Pllakat me shtresë të hollë të veshura me celulozë janë shumë efektive në ndarjen e molekulave organike komplekse. Adsorbent është kryesisht topa celuloze me diametër deri në 50 mikron, të fiksuar në bartës me niseshte. Ashtu si në kromatografinë e letrës, ngritja e pjesës së përparme të tretësit është shumë e ngadaltë.

Analiza kromatografike kryhet në pllaka industriale të prodhimit çek " Silufol » (« Silufol "") prej fletë alumini, ndonjëherë të përforcuar me karton, dhe " Siluplast » prej plastike të veshura me një shtresë sorbentesh - xhel silicë LS 5-40 me niseshte ose gips si lidhës (deri në 10%), ose oksid alumini me ose pa tregues fluoreshente. Regjistrimet " Silufol » kanë një shkallë të lartë elucioni, megjithatë, ato karakterizohen nga fuqia e ulët ndarëse dhe ndjeshmëria e ulët. Gjatë ruajtjes, ato janë të ndjeshme ndaj kushteve (lagështia, temperatura, media agresive, etj.). Furnizimi i firmave individuale pllaka kromatografike me një shtresë sorbent me trashësi të ndryshme (zakonisht deri në 0,25 mm), por rreptësisht konstante (xhel silicë, celulozë, rrëshirë shkëmbyese jonesh), në xhami dhe nënshtresa të bëra me letër alumini, plastikë, tekstil me fije qelqi të ngopur.

Pjata « Sorbfil » (TU 26-11-17-89) prodhohen në Rusi mbi një bazë polimeri (tereftalat polietileni, klasa P) ose nënshtresa alumini (shkalla AF) me një shtresë pune të aplikuar sorbent i mikrofraksionuar me xhel silicë notat STX-1A dhe STX-1VE (të prodhuara në BRSS si xhel silicë e fraksionuar KSKG) me një trashësi prej 90-120 mikron (deri në 200 mikronë), të fiksuar me një lidhës të veçantë - silicasol . Kur përdorni sol të acidit silicik (silicazol) si një lidhës, i cili shndërrohet në xhel silicë pas ngrohjes, pllakat TLC që rezultojnë përbëhen nga dy përbërës: një shtresë xhel silicë dhe një substrat. Uniformiteti i trashësisë së shtresës së sorbentit në një pjatë është ±5 µm. Shembull përcaktimi: "Sorbfil-PTSKh-AF-V-UF (10x10)" - pllaka TLC me performancë të lartë në një substrat alumini, me një fosfor, 10x10 cm.

Nëse përdoret një substrat xhami (shkalla C), atëherë pllaka të tilla janë të ripërdorshme dhe rezistente kimikisht. Rezistenca e tyre kimike përcaktohet nga rezistenca kimike e xhelit të silicës. Si rezultat, pllakat TLC mund të trajtohen në mënyrë të përsëritur me reagentë agresivë, për shembull, me një përzierje të nxehtë kromi, e cila heq kufizimet në përdorimin e reagentëve korrelues për zbulimin e pikave dhe modifikimin e sorbentit, dhe lejon shumëfishin (deri në 30 herë ose më shumë) rigjenerimi i pllakave me një përzierje kromi. Pllakat e qelqit mund të priten në madhësinë e dëshiruar. Forca mekanike e shtresës së sorbentit mund të kontrollohet, duke siguruar, nga njëra anë, transportin dhe përpunimin e shumëfishtë të pllakave dhe, nga ana tjetër, mundësinë e nxjerrjes së shtresave adsorbente me substanca të ndara për larjen e mëvonshme të përbërjeve individuale nga sorbenti dhe studimi i mëtejshëm i tyre me metoda instrumentale (spektrometria IR dhe UV). , metodat e difraksionit me rreze X, NMR, etj.).

Pllakat ndryshojnë në madhësinë e fraksioneve (shpërndarja e grimcave) të xhelit të silicës që përbën shtresën. Në pllakat analitike (shkalla A) fraksioni është 5-17 mikronë, në shumë efikas (shkalla B) - 8-12 mikronë. Një shpërndarje më e ngushtë rrit efikasitetin e pllakave, d.m.th. njollat ​​e substancave që do të ndahen bëhen më kompakte (në madhësi më të vogla) dhe për këtë arsye ndahen më mirë kur pjesa e përparme e eluentit kalon një distancë më të shkurtër. Në vaferat ruse, shtresat analitike dhe me performancë të lartë nuk ndryshojnë shumë, në kontrast me vaferat nga Merck (Gjermani). Pllakat me performancë të lartë duhet të përdoren nëse substancat nuk mund të ndahen në pllaka analitike. Pllakat e të gjitha modifikimeve prodhohen me një fosfor (grade UV) me ngacmim 254 nm. Afati i ruajtjes nuk është i kufizuar, pllakat " Sorbfil » testuar gjerësisht në analizën e derivateve të aminoacideve, pesticideve, lipideve, antibiotikëve.

Është kryer metoda TLC identifikimi cilësor komponentët. sasia për TLC është gjithashtu e mundur, kjo kërkon aplikimin e sasisë së saktë të substancës dhe shtesë studime densitometrike me një fiksim të qartë të intensitetit të njollave. Më e zakonshme është metodë gjysmë sasiore . Ajo bazohet në krahasimi vizual madhësia dhe intensiteti i njollës së një komponenti me karakteristikat përkatëse të një sërë pikash të së njëjtës substancë me përqendrime të ndryshme ( zgjidhje standarde të referencës ). Kur përdoret një mostër në sasinë 1-5 μg, një metodë kaq e thjeshtë siguron një saktësi të përcaktimit të përmbajtjes së përbërësve prej rreth 5-10%. Shpesh, për të përcaktuar përbërësit në një kampion, është e nevojshme të kryhet përgatitja e mostrës për të marrë një përzierje që përmban përbërësit e analizuar. Përgatitja e mostrës bazohet në nxjerrjen e barnave nga kampioni me tretës organikë ( n-heksan, eter nafte, eter dietil, kloroform), pastrimi i ekstraktit dhe kromatografia pasuese në një shtresë të hollë alumini ose xhel silicë.

Ka disa variante të TLC dhe BC, të ndryshme në mënyrën furnizimi me tretës . Në varësi të drejtimit të lëvizjes së fazës së lëvizshme, dallohen:

A)kromatografia ascenduese  faza e lëvizshme derdhet në pjesën e poshtme të dhomës së ndarjes, letra (pllaka) vendoset vertikalisht;

b)kromatografia zbritëse  faza e lëvizshme ushqehet nga lart dhe lëviz poshtë përgjatë shtresës sorbente të pllakës ose letrës;

V)kromatografia radiale  Përparimi horizontal i pjesës së përparme të tretësit: faza e lëvizshme sillet në qendër të diskut (pllakës) prej letre, ku depozitohet përzierja që do të ndahet.

Më e zakonshme është elucioni lart (kromatografi). Përpara eluent duke lëvizur nga poshtë lart. Zgjedhja e tretësit (faza e lëvizshme) përcaktohet nga natyra e sorbentit dhe vetitë e substancave që do të ndahen.

Ndarja kromatografike Metodat BC dhe TLC kryhen në dhoma e ndarjes me kapak të vidhosur. Një masë sasiore e shpejtësisë së transferimit të një substance duke përdorur një adsorbent dhe tretës specifik është Vlera R f (nga anglishtja. mbajtje faktor – koeficienti i vonesës, ky parametër është analog me kohën e mbajtjes). Pozicioni zonat e komponentit të kromatografuar vendosur në madhësi Koeficient R f e barabartë me raportin e shpejtësisë së zonës së saj me shpejtësinë e pjesës së përparme të tretësit. Vlera R f është gjithmonë më pak se uniteti dhe nuk varet nga gjatësia e kromatogramit. Nga shuma R f ndikuar nga faktorë të ndryshëm. Pra, në temperatura të ulëta, substancat lëvizin më ngadalë; ndotja me tretës, johomogjeniteti i adsorbentit, jonet e huaja në tretësirën e analizuar mund të ndryshojnë vlerën R f deri në 10%. Në sistemin e përzgjedhur, analizat duhet të kenë vlera të ndryshme R f dhe shpërndahet në të gjithë gjatësinë e kromatogramit. Është e dëshirueshme që vlerat R f shtrihej në intervalin 0,05-0,85.

Në praktikë, vlera R f llogaritur si raport i distancës l udhëtuar nga substanca në distancë L kalohet nga tretësi:

R f = l/l (6.1 )

Zakonisht zgjidhni për llogaritje qendër spot (Fig. 1). Vlera R f varet nga shumë faktorë si p.sh letër kromatografike (poroziteti i tij, dendësia, trashësia, shkalla e hidratimit) dhe sorbent (madhësia e kokrrizave, natyra e grupeve në sipërfaqe, trashësia e shtresës, përmbajtja e lagështisë së saj, natyra e substancës, përbërja e fazës së lëvizshme), kushtet eksperimentale (temperatura, koha e kromatografisë etj.). Me qëndrueshmërinë e të gjithë parametrave të kromatografisë, vlera R f përcaktohet vetëm nga vetitë individuale të secilit komponent.

Oriz. 1. Përcaktimi i vlerave në kromatogram RF për komponentët A Dhe NË,

shkalla e ndarjes së tyre Rs dhe numri i pllakave teorike N .

Efikasiteti i BC dhe TLC gjithashtu varet nga selektiviteti dhe ndjeshmëria reaksionet e përdorura për të zbuluar përbërësit e përzierjes së analizuar. Zakonisht, përdoren reagentë që formojnë komponime me ngjyrë me përbërësit që do të përcaktohen - zhvilluesit. Për një më të besueshme identifikimi i komponentëve të përbashkët aplikoni " dëshmitarët " -Zgjidhjet substanca standarde (në të njëjtin tretës si kampioni) që pritet të jenë të pranishme në kampion. Substanca standarde aplikohet në vijën e fillimit pranë kampionit të analizuar dhe kromatografohet në të njëjtat kushte. Në praktikë, shpesh përdoret një vlerë relative:

R f rel = R f x / R f qëndrojnë (6.2)

Ku R f qëndrojnë llogaritur edhe me formulën (6.1). Efikasiteti ndarja kromatografike karakterizojnë numri i pllakave teorike ekuivalente dhe ata lartësia . Kështu, në metodën TLC, numri i pllakave teorike ekuivalente N A për komponent A përzierja që do të ndahet llogaritet me formulën:

N A = 16 (l OA / a (A )) 2 (6.3)

vlerat l OA Dhe A (A ) përcaktuar siç tregohet në Fig. 6.1. Pastaj lartësia e pllakës teorike ekuivalente H A është:

H A = l OA /N = a (A ) 2 / 16 l OA . (6.4)

Ndarja është praktikisht e mundur nëse R f (A) R f (NË) 0,1 .

Për të karakterizuar ndarjen e dy komponentëve A Dhe NË përdorni shkalla (kriteri) i ndarjes Rs :

Rs = l / (a (A) / 2 + a (B) / 2)= 2 l / (a (A) + a (B)) (6.5)

Ku l distanca midis qendrave të pikave përbërëse A Dhe NË;

A (A) Dhe A (NË) diametrat e pikave A Dhe NË në kromatogram (Fig. 6.1). Më shumë Rs , aq më qartë ndahen pikat e komponentëve A Dhe NË në kromatogram. Kushtet kromatografia janë zgjedhur në mënyrë që vlera Rs e ndryshme nga zero dhe një, vlera optimale Rs është 0.3 0.7. Për normën selektiviteti i ndarjes dy komponente A Dhe NË përdorni faktori i ndarjes α :

α = l B / l A (6.6)

Nëse α = 1, atëherë komponentët A Dhe NË nuk janë të ndara.

(kryesisht ndërmolekulare) në ndërfaqe. Si metodë analize, HPLC bën pjesë në një grup metodash, të cilat, për shkak të kompleksitetit të objekteve në studim, përfshijnë ndarjen paraprake të përzierjes komplekse fillestare në ato relativisht të thjeshta. Përzierjet e thjeshta të përftuara më pas analizohen me metoda konvencionale fiziko-kimike ose me metoda speciale të zhvilluara për kromatografi.

Metoda HPLC përdoret gjerësisht në fusha të tilla si kimia, petrokimia, biologjia, bioteknologjia, mjekësia, përpunimi i ushqimit, mbrojtja e mjedisit, prodhimi i barnave dhe shumë të tjera.

Sipas mekanizmit të ndarjes së substancave të analizuara ose të ndara, HPLC ndahet në adsorbim, shpërndarje, shkëmbim jonesh, përjashtim, shkëmbim ligand dhe të tjera.

Duhet të kihet parasysh se në punën praktike, ndarja shpesh zhvillohet jo nga një, por nga disa mekanizma njëkohësisht. Pra, ndarja e përjashtimit mund të ndërlikohet nga efektet e adsorbimit, adsorbimi - shpërndarja dhe anasjelltas. Në të njëjtën kohë, sa më i madh të jetë dallimi në substanca në mostër për sa i përket shkallës së jonizimit, bazicitetit ose aciditetit, për sa i përket peshës molekulare, polarizimit dhe parametrave të tjerë, aq më shumë ka të ngjarë që të shfaqet një mekanizëm i ndryshëm ndarjeje. për substanca të tilla.

HPLC me fazë normale

Faza stacionare është më polare se faza e lëvizshme, kështu që tretësi jopolar mbizotëron në përbërjen e eluentit:

  • Heksan:izopropanol = 95:5 (për substanca të ulëta polare)
  • Kloroform:metanol = 95:5 (për substancat polare mesatare)
  • Kloroform:metanol = 80:20 (për substanca shumë polare)

HPLC me fazë të kundërt

Faza e palëvizshme është më pak polare se faza e lëvizshme, kështu që uji është pothuajse gjithmonë i pranishëm në eluent. Në këtë rast, është gjithmonë e mundur të sigurohet shpërbërja e plotë e BAS në fazën e lëvizshme, është pothuajse gjithmonë e mundur të përdoret zbulimi UV, pothuajse të gjitha fazat e lëvizshme janë të përziera reciproke, mund të përdoret elucioni i gradientit, kolona mund të ripërtërihet shpejt. -e ekuilibruar, kolona mund të rigjenerohet.

Eluentët e zakonshëm për HPLC me fazë të kundërt janë:

  • Acetonitrili: ujë
  • metanol: ujë
  • Izopropanol: ujë

Matricat për HPLC

Matricat e përdorura në HPLC janë komponime inorganike si silicë (xhel silicë) ose alumin, ose polimere organike si polistireni (i lidhur me divinilbenzen) ose polimetakrilat. Xhel silicë, natyrisht, tani është i pranuar përgjithësisht.

Karakteristikat kryesore të matricës:

  • Madhësia e grimcave (µm);
  • Madhësia e poreve të brendshme (Å, nm).

Marrja e xhel silicë për HPLC:

  1. Formimi i mikrosferave të acidit polisilik;
  2. Tharja e grimcave të xhelit silicë;
  3. Ndarja e ajrit.

Grimcat sorbente:

  • I rregullt (sferik): rezistencë më e lartë ndaj presionit, kosto më e lartë;
  • Jo sferike: rezistencë më e ulët ndaj presionit.

Madhësia e poreve në HPLC është një nga parametrat më të rëndësishëm. Sa më e vogël të jetë madhësia e poreve, aq më e keqe është përshkueshmëria e tyre për molekulat e substancave të elutura. Dhe për rrjedhojë, aq më e keqe është aftësia thithëse e sorbenteve. Sa më të mëdha të jenë poret, aq më i ulët, së pari, është qëndrueshmëria mekanike e grimcave të sorbentit dhe, së dyti, sa më e vogël të jetë sipërfaqja e thithjes, prandaj, aq më i keq është efikasiteti.

Shartimet e fazës stacionare

HPLC e fazës normale:

  • Faza stacionare e shartuar me propylnitril (nitril);
  • Faza stacionare me shartim propilamine (amine).

HPLC me fazë të kundërt:

  • Faza stacionare me shartim alkil;
  • Faza stacionare me shartim alkilsilil.

Mbyllja fundore - mbrojtja e zonave jo të shartuara të sorbentit me shartim shtesë me molekula "të vogla". Mbulimi fundor hidrofobik (C1, C2): selektivitet më i lartë, lagshmëri më e keqe; mbulim fundor hidrofil (diol): selektivitet më i ulët, lagshmëri më e lartë.

Detektorë HPLC

  • UV
  • grup diodik
  • Fluoreshente
  • Elektrokimike
  • Refraktometrike
  • masiv selektiv

Lidhjet


Fondacioni Wikimedia. 2010 .

  • Kromatografia
  • Kromatografia e ndarjes

Shihni se çfarë është "" në fjalorë të tjerë:

    kromatografi e lëngshme me performancë të lartë- - [A.S. Goldberg. Fjalori anglisht rus i energjisë. 2006] Temat e energjisë në përgjithësi EN kromatografia e lëngshme me performancë të lartë HPLC… Manuali i Përkthyesit Teknik

    kromatografi e lëngshme me performancë të lartë- Termi kromatografi e lëngshme me performancë të lartë Termi anglisht kromatografi e lëngshme me performancë të lartë Sinonime Shkurtesat HPLC, HPLC Termat e lidhura adsorbimi, oligopeptid, proteomikë, sorbent, fullerene, endohedral, kromatografi… …

    KROMATOGRAFIA E LËNGSHME ME PERFORMANCË TË LARTË- kromatografia e lëngshme, për të rritur efikasitetin e ndarjes, tretësi (eluenti) nën presion (më shumë se 3x107 Pa) pompohet përmes kolonave të mbushura me një sorbent me grimca me diametër të vogël (deri në 1 mikron) dhe perfuzion .. ...

    KROMATOGRAFIA E LËNGËS- një lloj kromatografie, në të cilën lëngu (eluenti) shërben si fazë lëvizëse, dhe është faza stacionare. sorbent, tv. një bartës me një lëng ose xhel të aplikuar në sipërfaqen e tij. Kryhet në një kolonë të mbushur me një sorbent (kromatografi kolone), në një banesë ... ... Shkenca natyrore. fjalor enciklopedik

    Kromatografia- [κρώμα (υroma) ngjyra] një proces i bazuar në aftësinë e pabarabartë të përbërësve individualë të përzierjes (të lëngshëm ose të gaztë) për t'u mbajtur në sipërfaqen e adsorbentit si kur thithen nga rryma bartëse, ashtu edhe kur .. ... Enciklopedia Gjeologjike

    Kromatografia- (nga greqishtja e tjera ... Wikipedia

    kromatografia- Termi kromatografi Termi anglisht kromatografi Sinonime Shkurtesat Terma të lidhura kromatografi e lëngshme me performancë të lartë, klathrate, laborator në një çip, porozometri, proteome, proteomikë, sorbent, enzimë, fullerene, endohedral… … Fjalor Enciklopedik i Nanoteknologjisë

    KROMATOGRAFIA E KËMBIMIT JONI- kromatografi e lëngët e bazuar në zbërthim. aftësia e joneve të ndara për të shkëmbyer jonik me fiks. jonet sorbente të formuara si rezultat i shpërbërjes së grupeve jonogjene të këtyre të fundit. Shkëmbyesit e kationeve përdoren për të ndarë kationet, për ... ... Enciklopedia Kimike

    HPLC- kromatografi e lëngshme me performancë të lartë ... Fjalori i shkurtesave të gjuhës ruse

    HPLC- Kromatografia e lëngshme me performancë të lartë (HPLC) është një nga metodat efektive për ndarjen e përzierjeve komplekse të substancave, e cila përdoret gjerësisht si në kiminë analitike ashtu edhe në teknologjinë kimike. Baza e ndarjes kromatografike është pjesëmarrja ... Wikipedia

libra

  • Kromatografia e lëngshme praktike me performancë të lartë, Veronica R. Mayer. Prezantojmë para lexuesit botimin e 5-të të librit, i cili është zgjeruar me metoda dhe pajisje moderne. Në libër është përmirësuar shumë dhe janë shtuar një numër i madh referencash. Vendet në tekst ku...

Në kromatografinë e lëngshme me performancë të lartë (HPLC), natyra e proceseve që ndodhin në kolonën kromatografike është përgjithësisht identike me proceset në kromatografinë e gazit. Dallimi është vetëm në përdorimin e një lëngu si një fazë stacionare. Për shkak të densitetit të lartë të fazave të lëvizshme të lëngshme dhe rezistencës së lartë të kolonave, kromatografia e gazit dhe e lëngshme ndryshojnë shumë në instrumente.

Në HPLC, tretësit e pastër ose përzierjet e tyre zakonisht përdoren si faza të lëvizshme.

Për të krijuar një rrymë tretës të pastër (ose përzierje tretësish), të quajtur eluent në kromatografinë e lëngshme, përdoren pompat, të cilat janë pjesë e sistemit hidraulik të kromatografit.

Kromatografia e adsorbimit kryhet si rezultat i ndërveprimit të një lënde me adsorbentë, si xhel silicë ose oksid alumini, të cilët kanë qendra aktive në sipërfaqe. Dallimi në aftësinë për të bashkëvepruar me qendrat e adsorbimit të molekulave të ndryshme të mostrës çon në ndarjen e tyre në zona në procesin e lëvizjes me fazën e lëvizshme nëpër kolonë. Ndarja e zonave përbërëse e arritur në këtë rast varet nga ndërveprimi si me tretësin ashtu edhe me adsorbentin.

Adsorbentët silicë xhel me vëllime, sipërfaqe dhe diametra pore të ndryshme gjejnë aplikimin më të madh në HPLC. Oksidi i aluminit dhe adsorbentët e tjerë përdoren shumë më rrallë. Arsyeja kryesore për këtë:

Fortësi e pamjaftueshme mekanike, e cila nuk lejon paketimin dhe përdorimin në presione të larta tipike për HPLC;

xhel silicë në krahasim me oksidin e aluminit ka një gamë më të gjerë të porozitetit, sipërfaqes dhe diametrit të poreve; një aktivitet katalitik dukshëm më i lartë i oksidit të aluminit çon në një shtrembërim të rezultateve të analizës për shkak të dekompozimit të përbërësve të mostrës ose kimisorbimit të pakthyeshëm të tyre.

Detektorë HPLC

Kromatografia e lëngshme me performancë të lartë (HPLC) përdoret për të zbuluar substanca polare jo të avullueshme, të cilat për disa arsye nuk mund të shndërrohen në një formë të përshtatshme për kromatografinë e gazit, madje edhe në formën e derivateve. Substanca të tilla, në veçanti, përfshijnë acidet sulfonike, ngjyrat e tretshme në ujë dhe disa pesticide, të tilla si derivatet e fenil-uresë.

Detektorë:

UV - detektor me grup diodë. "Matrica" ​​e fotodiodave (janë më shumë se dyqind prej tyre) regjistron vazhdimisht sinjale në rajonin UV dhe të dukshëm të spektrit, duke siguruar kështu regjistrimin e spektrave UV-B në modalitetin e skanimit. Kjo bën të mundur regjistrimin e vazhdueshëm, me ndjeshmëri të lartë, të spektrave të pashtrembëruara të komponentëve që kalojnë me shpejtësi nëpër një qelizë të veçantë.

Krahasuar me zbulimin me një gjatësi vale të vetme, i cili nuk jep informacion për "pastërtinë" e pikut, aftësia për të krahasuar spektrat e plota të grupit të diodës siguron një rezultat identifikimi me një shkallë sigurie shumë më të madhe.

Detektor fluoreshent. Popullariteti i madh i detektorëve fluoreshentë është për shkak të selektivitetit dhe ndjeshmërisë shumë të lartë, dhe faktit që shumë ndotës mjedisorë fluoreshenojnë (për shembull, hidrokarburet poliaromatike).

Një detektor elektrokimik përdoret për të zbuluar substancat që oksidohen ose reduktohen lehtësisht: fenolet, merkaptanët, aminet, nitro aromatike dhe derivatet halogjene, aldehidet, ketonet, benzidinat.

Ndarja kromatografike e përzierjes në kolonë për shkak të avancimit të ngadaltë të PF kërkon një kohë të gjatë. Për të përshpejtuar procesin, kromatografia kryhet nën presion. Kjo metodë quhet kromatografi e lëngshme me performancë të lartë (HPLC).

Modernizimi i pajisjeve të përdorura në kromatografinë klasike të lëngshme në kolonë e ka bërë atë një nga metodat premtuese dhe moderne të analizës. Kromatografia e lëngshme me performancë të lartë është një metodë e përshtatshme për ndarjen, izolimin paraprak dhe kryerjen e analizave cilësore dhe sasiore të komponimeve termo-lëvizëse jo të paqëndrueshme të peshës molekulare të ulët dhe të lartë.

Në varësi të llojit të sorbentit të përdorur në këtë metodë, përdoren 2 variante të kromatografisë: në një sorbent polar duke përdorur një eluent jopolar (opsioni i fazës direkte) dhe në një sorbent jopolar duke përdorur një eluent polar - i ashtuquajturi i kundërt. -kromatografia e lëngshme fazore me performancë të lartë (RPHLC).

Kur eluenti kalon në eluent, ekuilibri në kushte RPHLC vendoset shumë herë më shpejt sesa në kushtet e sorbenteve polare dhe PF-ve jo ujore. Si rezultat i kësaj, si dhe komoditeti i punës me ujë dhe eluentët e ujit-alkoolit, RPHLC tani ka fituar një popullaritet të madh. Shumica e analizave HPLC kryhen duke përdorur këtë metodë.

Detektorë. Regjistrimi i daljes nga kolona e një komponenti të veçantë kryhet duke përdorur një detektor. Për regjistrim, mund të përdorni ndryshimin në çdo sinjal analitik që vjen nga faza e lëvizshme dhe që lidhet me natyrën dhe sasinë e përbërësit të përzierjes. Kromatografia e lëngshme përdor sinjale të tilla analitike si thithja e dritës ose emetimi i dritës së tretësirës dalëse (detektorë fotometrikë dhe fluorimetrikë), indeksi i thyerjes (detektorë refraktometrikë), përçueshmëri potenciale dhe elektrike (detektorë elektrokimikë), etj.

Sinjali i zbuluar vazhdimisht regjistrohet nga regjistruesi. Kromatogrami është një sekuencë sinjalesh detektori të regjistruara në shiritin e regjistruesit, të krijuara kur përbërësit individualë të përzierjes dalin nga kolona. Në rastin e ndarjes së përzierjes, majat individuale janë të dukshme në kromatogramin e jashtëm. Pozicioni i majës në kromatogram përdoret për qëllimin e identifikimit të substancës, lartësisë ose sipërfaqes së majës - për qëllime të përcaktimit sasior.

Aplikacion

HPLC gjen aplikimin më të gjerë në fushat e mëposhtme të analizave kimike (të theksuara objektet e analizës ku HPLC praktikisht nuk ka konkurrencë):

· Kontrolli i cilësisë së ushqimit - aditivët tonikë dhe shije, aldehide, ketone, vitamina, sheqerna, ngjyra, konservues, hormone, antibiotikë, triazinë, karbamate dhe pesticide të tjera, mykotoksina, nitrozoamina, hidrokarbure aromatike policiklike, etj.

· Mbrojtja e mjedisit - fenolet, komponimet organike nitro, hidrokarburet aromatike mono- dhe policiklike, një numër pesticidesh, anionet kryesore dhe kationet.

· Kriminalistika - droga, eksplozivë organikë dhe ngjyra, farmaceutikë të fuqishëm.

· Industria farmaceutike - hormonet steroide, praktikisht të gjitha produktet e sintezës organike, antibiotikët, preparatet polimer, vitaminat, preparatet proteinike.

Mjekësia - substancat e listuara biokimike dhe medicinale dhe metabolitët e tyre në lëngjet biologjike (aminoacide, purina dhe pirimidina, hormone steroide, lipide) në diagnostikimin e sëmundjeve, duke përcaktuar shkallën e sekretimit të barnave nga trupi për qëllimin e dozës së tyre individuale. .

· Bujqësia - përcaktimi i nitrateve dhe fosfateve në tokë për përcaktimin e sasisë së nevojshme të plehrave, përcaktimi i vlerës ushqyese të ushqimit për kafshë (aminoacide dhe vitamina), analiza e pesticideve në tokë, ujë dhe produkte bujqësore.

Biokimia, kimia bioorganike, inxhinieria gjenetike, bioteknologjia - sheqernat, lipidet, steroidet, proteinat, aminoacidet, nukleozidet dhe derivatet e tyre, vitaminat, peptidet, oligonukleotidet, porfirina etj.

· Kimi organike - të gjitha produktet e qëndrueshme të sintezës organike, ngjyrat, komponimet termolabile, komponimet jo të paqëndrueshme; kimia inorganike (praktikisht të gjitha përbërjet e tretshme në formën e joneve dhe përbërjeve komplekse).

· Kontrolli i cilësisë dhe sigurisë së produkteve ushqimore, pijeve alkoolike dhe joalkoolike, ujit të pijshëm, kimikateve shtëpiake, parfumeve në të gjitha fazat e prodhimit të tyre;

përcaktimi i natyrës së ndotjes në vendin e një fatkeqësie ose emergjence të shkaktuar nga njeriu;

zbulimin dhe analizimin e substancave narkotike, të fuqishme, helmuese dhe shpërthyese;

përcaktimi i pranisë së substancave të dëmshme (hidrokarbure policiklike dhe të tjera aromatike, fenole, pesticide, ngjyra organike, jonet e metaleve të rënda, alkaline dhe alkaline të tokës) në rrjedhjet e lëngëta, emetimet në ajër dhe mbetjet e ngurta nga ndërmarrjet dhe organizmat e gjallë;

· monitorimi i proceseve të sintezës organike, përpunimit të naftës dhe qymyrit, prodhimeve biokimike dhe mikrobiologjike;

analiza e cilësisë së tokës për plehërim, prania e pesticideve dhe herbicideve në tokë, ujë dhe produkte, si dhe vlera ushqyese e ushqimit; detyra komplekse analitike kërkimore; duke marrë një sasi mikro të substancës ultra të pastër.



Kromatografia e lëngët

Kromatografia e lëngëtështë një lloj kromatografie në të cilën faza e lëvizshme, i quajtur eluent, është lëngshme. Faza stacionare Ndoshta sorbent i ngurtë, një bartës i ngurtë me një lëng të depozituar në sipërfaqen e tij ose xhel.

Të dallojë kolone Dhe shtrese e holle kromatografia e lëngët. Në versionin e kolonës, një pjesë e përzierjes së substancave që do të ndahen kalohet përmes një kolone të mbushur me një fazë stacionare në një rrjedhë eluenti që lëviz nën presion ose nën veprimin e gravitetit. Në kromatografinë me shtresë të hollë, eluenti lëviz nën veprimin e forcave kapilare përgjatë një shtrese të sheshtë të një sorbent të depozituar në një pjatë qelqi ose fletë metalike, përgjatë një filmi polimer poroz ose përgjatë një rripi letre speciale kromatografike. Është zhvilluar gjithashtu një metodë e kromatografisë së lëngshme me shtresë të hollë nën presion, kur eluenti pompohet përmes një shtrese të një sorbent të vendosur midis pllakave.

Ekzistojnë disa lloje të kromatografisë së lëngshme, si p.sh analitike(për analizën e përzierjeve të substancave) dhe përgatitore(për të izoluar përbërësit e pastër).

Të dallojë kromatografia e lëngët (LC) në versionin e tij klasik, i realizuar në presioni atmosferik, Dhe shpejtësi e lartë) kryhet në presionin e lartë të gjakut. Kromatografia e lëngshme me performancë të lartë (HPLC) përdor kolona deri në 5 mm në diametër, të mbushura dendur me një sorbent me grimca të vogla (3-10 µm). Presioni deri në 3,107 Pa përdoret për të pompuar eluentin nëpër kolonë. Kjo lloj kromatografie quhet kromatografia me presion të lartë. Kalimi i eluentit përmes kolonës nën presion të lartë bën të mundur rritjen e mprehtë të shkallës së analizës dhe rritjen e ndjeshme të efikasitetit të ndarjes për shkak të përdorimit të një sorbent të shpërndarë imët.


Opsionet HPLC janë kromatografia me mikrokolona në kolona me diametër të vogël të mbushura me sorbent dhe kromatografia kapilar në kolonat kapilare të zgavra dhe të mbushura me sorbent. Metoda HPLC aktualisht bën të mundur izolimin, analizimin sasior dhe cilësor të përzierjeve komplekse të përbërjeve organike.

Kromatografia e lëngshme është metoda më e rëndësishme e kërkimit fizik dhe kimik në kimi, biologji, biokimi, mjekësi dhe bioteknologji. Përdoret për:

studimi i proceseve metabolike në organizmat e gjallë të barnave;

diagnostifikimi në mjekësi;

· analiza e produkteve të sintezës kimike dhe petrokimike, gjysmëprodukteve, ngjyrave, lëndëve djegëse, lubrifikantëve, vajrave, ujërave të zeza;

· studimi i izotermave të thithjes nga tretësira, kinetikës dhe selektivitetit të proceseve kimike;

përzgjedhje

analiza dhe ndarja e përzierjeve, pastrimi dhe izolimi i tyre i shumë substancave biologjike, si aminoacidet, proteinat, enzimat, viruset, acidet nukleike, karbohidratet, lipidet, hormonet.

Në kiminë e përbërjeve makromolekulare dhe në prodhimin e polimereve, kromatografia e lëngshme përdoret për të analizuar cilësinë e monomereve, për të studiuar shpërndarjen dhe shpërndarjen e peshës molekulare sipas llojit të funksionalitetit të oligomereve dhe polimereve, i cili është i nevojshëm për kontrollin e produktit.

Kromatografia e lëngshme përdoret gjithashtu në parfumeri, industrinë ushqimore, për analizën e ndotjes së mjedisit dhe në mjekësi ligjore.

Kromatografia e lëngshme me performancë të lartë (HPLC) u zhvillua dhe u prezantua në mesin e viteve 1970. Pastaj u shfaqën kromatografët e parë të lëngshëm.

Kromatografia e lëngshme është metoda optimale për analizën e molekulave kimikisht dhe termikisht të paqëndrueshme, substancave makromolekulare me paqëndrueshmëri të reduktuar. Kjo mund të shpjegohet me rolin e veçantë të fazës së lëvizshme në LC, në ndryshim nga kromatografia me gaz: eluenti kryen jo vetëm funksionin e transportit.

2. Konceptet bazë dhe klasifikimi i metodave të kromatografisë së lëngët.

Nga mekanizmi i mbajtjes së substancave të ndara nga faza stacionare LC të dallojë:

    kromatografia sedimentare, bazuar në tretshmërinë e ndryshme të precipitateve, që formohen gjatë bashkëveprimit të përbërësve të përzierjes së analizuar me precipitantin. Avantazhi i metodës është se zonat rezultuese përgjatë sorbentit kanë kufij të mprehtë, përmbajnë sedimente të vetëm një substance dhe shpesh ndahen nga zona të sorbentit të pastër. Megjithatë, kjo metodë nuk ka gjetur ende një shpërndarje të gjerë.

· kromatografia e adsorbimit , në të cilën ndarja kryhet si rezultat i bashkëveprimit të substancës së ndarë me adsorbent të tilla si oksidi i aluminit ose xhel silicë, duke pasur në sipërfaqe qendrat polare aktive. Tretës(eluent) - lëng jopolar.

Oriz. Skema e ndarjes së një përzierje substancash me anë të kromatografisë adsorbuese

http://www. xumuk. en/biologhim/bio/img014.jpg

Mekanizmi i thithjes konsiston në një ndërveprim specifik midis sipërfaqes polare të sorbentit dhe rajoneve polare (ose të afta për t'u polarizuar) të molekulave të përbërësit të analizuar (Fig.). Ndërveprimi ndodh për shkak të ndërveprimit dhurues-pranues ose formimit të lidhjeve hidrogjenore.


Oriz. Skema e kromatografisë së lëngshme adsorbuese

https://pandia.ru/text/80/271/images/image006_11.jpg" width="219" height="200">

Oriz. . Kromatografia ndarëse me fazë të lidhur (varianti i fazës normale).

http://www. kimnet. ru/rus/teaching/oil/spezprakt-chr. html

Në normale-faze Në variantin e kromatografisë së lëngshme ndarëse, alkilklorosilanët e zëvendësuar që përmbajnë grupe polare, si nitrili, amino, etj., përdoren si modifikues të sipërfaqes së xhelit silicë (faza të lidhura) (Fig.). Përdorimi i fazave të lidhura bën të mundur kontrollin e imët të vetive thithëse të sipërfaqes së fazës stacionare dhe arritjen e efikasitetit të lartë të ndarjes.

faza e kundërt kromatografia e lëngshme bazohet në shpërndarjen e përbërësve të përzierjes ndërmjet grupeve eluent polar dhe grupeve jopolare (zinxhirë të gjatë alkil) të shartuar në sipërfaqen e sorbentit (Fig.). Më pak i përdorur është një variant i kromatografisë së lëngshme me fazë të mbështetur, në të cilën një fazë e lëngshme stacionare aplikohet në një mbështetëse stacionare.

Oriz. . Kromatografia ndarëse me fazë të lidhur (versioni me fazë të kundërt). http://www. kimnet. ru/rus/teaching/oil/spezprakt-chr. html

Kromatografia e lëngshme ndarëse përfshin lëng ekstraktues kromatografia, në të cilën faza stacionare është një ekstraktues organik i depozituar në një bartës të ngurtë, dhe faza e lëvizshme është një zgjidhje ujore e përbërjeve që do të ndahen. Ekstraktuesit e përshtatshëm janë, për shembull, fenolet, trialkil fosfatet, aminet, bazat e amonit kuaternar dhe komponimet organofosforike që përmbajnë squfur. Kromatografia e lëngshme e nxjerrjes përdoret për të ndarë dhe përqendruar komponimet inorganike, të tilla si jonet e metaleve alkali, aktinidet dhe elementët e tjerë të ngjashëm në përpunimin e karburantit bërthamor të harxhuar.

    kromatografia e shkëmbimit të joneve, i cili bazohet në shkëmbimin e kthyeshëm stoikiometrik të joneve të përfshira në tretësirën e analizuar për jonet e lëvizshme që janë pjesë e këmbyesit e joneve. Në varësi të shenjës së ngarkesës së grupeve jonizuese, shkëmbyesit e joneve ndahen në shkëmbyesit e kationeve Dhe shkëmbyesit e anionit. Ka gjithashtu këmbyesit e joneve amfoterike –amfolite, të cilat mund të shkëmbejnë njëkohësisht katione dhe anione. Kromatografia e shkëmbimit të joneve përdoret vetëm për ndarjen e grimcave të ngarkuara. Ndarja bazohet në aftësinë e një rrëshirë shkëmbimi jonesh për të mbajtur jone të ndryshëm me forca të ndryshme. Jonit përbëhet nga një matricë polimer dhe grupe aktive të lidhura me të, të cilat janë të afta të shkëmbejnë jone. shkëmbyes kationesh posedon veti acidike ose pak acidike, pasi përfshin këto grupe: - SO3H, -CH2SO3H, - COOH, - PO3H2 dhe të tjera, në të cilat jonet e hidrogjenit janë të lëvizshëm. shkëmbyesit e anionit kanë veti themelore ose dobët bazë dhe përmbajnë grupe: = NH2, - NH2, -NR3 +, -OH e të tjera. Ndarja e joneve kontrollohet duke zgjedhur vlerat optimale të pH të eluentit dhe forcën e tij jonike. Skematikisht, shkëmbimi i joneve mund të përfaqësohet nga reagimet:

R-H + Na+ + Cl - → R-Na + H+ + Cl - (shkëmbimi i kationeve)

R-OH + Na+ + Сl - → R-Сl + Na+ + OH - (shkëmbimi i anionit)

Jonitet duhet të plotësojnë kërkesat e mëposhtme: të jenë kimikisht të qëndrueshëm në mjedise të ndryshme, të fortë mekanikisht në gjendje të thatë dhe veçanërisht në gjendje të fryrë, të kenë aftësi të lartë absorbuese dhe aftësi për t'u rigjeneruar mirë.

Në kromatografinë e shkëmbimit të joneve (joneve), anionet (kationet) të ndara zbulohen si acide (baza përkatëse) nga një detektor konduktometrik shumë i ndjeshëm, ku kolonat me performancë të lartë mbushen me një shkëmbyes jonik aktiv sipërfaqësor me një kapacitet të vogël.

    kromatografia e çiftit jonik, i cili mund të konsiderohet si një kombinim i kromatografisë së përthithjes dhe shkëmbimit të joneve. Metoda bazohet në nxjerrjen e substancave jonike - transferimi i tyre nga faza ujore në fazën organike në formën e çifteve jonike. Për ta bërë këtë, në fazën e lëvizshme i shtohet një kundërjon, i cili është në gjendje të reagojë në mënyrë selektive me përbërësit e analizuar, duke i kthyer ato në komponime komplekse me formimin e një çifti jonik. Përparësitë kryesore të këtij opsioni janë se substancat acidike, bazike dhe neutrale mund të analizohen njëkohësisht.
    kromatografia e shkëmbimit të ligandeve bazuar në aftësi të ndryshme të përbërjeve të ndara për të formuar komplekse me kationet e metaleve kalimtare– Cu+2, Ni+2, Zn+2, Cd+2, Co+2 etj - dhe grupet fiksuese (ligandët) e fazës stacionare. Një pjesë e sferës së koordinimit të joneve metalike është e zënë nga molekulat e ujit ose ligandët e tjerë të dobët, të cilët mund të zhvendosen nga molekulat e përbërjeve që ndahen. Ky lloj kromatografie përdoret për të ndarë izomerët optikë.
    kromatografia e përjashtimit të madhësisë(sitë, xhel-depërtuese, xhel-filtrim), në të cilën bazohet ndarja dallimet në madhësinë molekulare.

https://pandia.ru/text/80/271/images/image009_7.jpg" align="right" width="429" height="319">

Oriz. Skema e kromatografisë së përshkimit të xhelit

    kromatografia e afinitetit(biospecifike), bazuar në faktin se shumë makromolekula biologjikisht aktive, për shembull, enzimat, mund të lidhen në mënyrë specifike me një reagent të caktuar. Reagenti fiksohet në një mbajtës (shpesh agarozë), më pas lahet me përzierjen që do të analizohet. Mbetet vetëm makromolekula e dëshiruar në polimer (Fig.).

Oriz. Skema e kromatografisë së afinitetit

http://www. kimnet. ru/rus/teaching/oil/spezprakt-chr. html

Pastaj hiqet nga polimeri duke kaluar një tretësirë ​​të një përbërjeje që ka një afinitet edhe më të madh për makromolekulën. Një kromatografi e tillë është veçanërisht efektive në bioteknologji dhe biomjekësi për izolimin e enzimave, proteinave dhe hormoneve.

në varësi në mënyrën e lëvizjes së substancës Ekzistojnë llojet e mëposhtme të kromatografisë së lëngshme: zbulues, ballor Dhe duke zhvendosur.
Më shpesh përdoret demonstrative një variant në të cilin një pjesë e përzierjes që do të ndahet futet në kolonë në rrjedhën e eluentit. Dalja e përbërësve të përzierjes nga kolona regjistrohet në kromatogram si maja. (oriz.)

https://pandia.ru/text/80/271/images/image012_4.jpg" width="291" height="165">

Oriz. Skema e variantit në zhvillim të kromatografisë

Lartësia ose zona e pikut karakterizon përqendrimi i përbërësve, A mbajtur vëllime – Përbërja cilësore e përzierjes. Identifikimi i përbërësve zakonisht kryhet me koincidencë të kohës së mbajtjes me substanca standarde; përdoren gjithashtu metoda kimike ose fiziko-kimike.

Në ballore variant (Fig.), përmes kolonës kalon vazhdimisht një përzierje substancash që do të ndahen, e cila luan rolin e një faze të lëvizshme. Si rezultat, vetëm substanca që është më pak e absorbuar në kolonë mund të merret në formë të pastër.

https://pandia.ru/text/80/271/images/image014_2.jpg" width="279" height="145">

Oriz. Skema e variantit të përparmë të kromatografisë

Kromatogrami në këtë rast është një hap, lartësitë e të cilit janë proporcionale me përqendrimet e përbërësve; vëllimet e mbajtjes përcaktohen nga koha e mbajtjes së komponentëve. Kur diferencohet një kromatogram i tillë, merret një pamje e ngjashme me atë të marrë në variantin në zhvillim.

NË zhvendosje variant, përbërësit e përzierjes së futur në kolonë zhvendosen nga eluenti, i cili absorbohet më fort se çdo përbërës. Si rezultat fitohen fraksione të substancave të ndara të ngjitura me njëra-tjetrën.Radhi i çlirimit të përbërësve përcaktohet nga forca e bashkëveprimit të tyre me sipërfaqen e sorbentit (Fig.).

https://pandia.ru/text/80/271/images/image016_3.jpg" width="320" height="175">

Oriz. Skema e kromatografisë me zhvendosje

3. Madhësitë bazë kromatografike dhe përcaktimi i tyre.

Gjatë ndarjes së substancave duke përdorur kromatografi të lëngët, siç u përmend më lart, mund të përdoren opsionet zhvillimore, ballore dhe zhvendosëse. Më shpesh, përdoret një variant në zhvillim, në të cilin një pjesë e përzierjes që do të ndahet futet në kolonë në rrjedhën e eluentit. Dalja e përbërësve të përzierjes nga kolona regjistrohet në kromatogram si maja. Nga kromatogrami (Fig.) përcaktoni:

    kohët e mbajtjes së komponentëve jo-sorbues (t0), të ndara (tR1, tR2, tR3, etj.); gjerësia e bazës së pikut (tw1, tw2, etj.).

https://pandia.ru/text/80/271/images/image018_12.gif" width="61" height="24 src=">;

b) vëllimi i korrigjuar i mbajtjes së komponentëve ,

Ku t "R- koha e korrigjuar e mbajtjes së komponentit;

c) raporti i kapacitetit të kolonës në lidhje me një komponent të caktuar ;

d) efikasiteti i kolonës karakterizuar numri i pllakave teorike ekuivalente

https://pandia.ru/text/80/271/images/image022_8.gif" width="129" height="51 src=">;

f) leje https://pandia.ru/text/80/271/images/image024_9.gif" width="203 height=51" height="51">

faktori i kapacitetit k" ka një efekt të rëndësishëm në vlerë R S: kur ndryshoni k"nga 0 në 10 (kufijtë optimal) R S rritet shumë. Kuptimi k" përcaktohet nga sipërfaqja e dyfishtë e sorbentit dhe sasia e tij në kolonë, si dhe nga konstanta e ekuilibrit të adsorbimit (konstanta e Henrit).

Faktori i selektivitetit α përcaktohet nga diferenca në konstantet e ekuilibrit të adsorbimit të dy komponentëve të ndarë. Ndërsa α rritet (nga 1 në ~ 5) R S rritet ndjeshëm, me një rritje të mëtejshme në α - ndryshon pak. Selektiviteti i një kolone varet nga faktorë të tillë si struktura kimike e sipërfaqes së sorbentit, përbërja e eluentit, temperatura e kolonës dhe struktura e përbërjeve që do të ndahen. Meqenëse thithja e substancave të kromatografuara në kromatografinë e lëngshme përcaktohet nga ndërveprimi në çift i tre komponentëve kryesorë të sistemit - sorbentit, substancave që do të ndahen dhe eluentit, ndryshimi i përbërjes së eluentit është një mënyrë e përshtatshme për të optimizuar procesi i ndarjes.

Efikasiteti i kolonës varet nga madhësia e grimcave dhe struktura e poreve të adsorbentit, nga uniformiteti i paketimit të kolonës, viskoziteti i eluentit dhe shpejtësia e transferimit të masës. Zgjatja e kolonës jo gjithmonë çon në një përmirësim të ndarjes, pasi rritet rezistenca e kolonës, rritet presioni i eluentit në hyrje dhe koha e eksperimentit, ndjeshmëria dhe saktësia e analizës ulen për shkak të zgjerimit të pikut të komponenti i analizuar. Nëse , atëherë majat e dy substancave në kromatogram janë të ndara pothuajse plotësisht. Me rritjen R S rrit kohën e ndarjes. Në R S < 1 - ndarje e pakënaqshme. Në kromatografinë përgatitore, për shkak të futjes së sasive relativisht të mëdha të substancave të ndashme, kolona funksionon me mbingarkesë. Në këtë rast, koeficienti i kapacitetit zvogëlohet, lartësia ekuivalente me pjatën teorike rritet, gjë që çon në një ulje të rezolucionit.

4. Adsorbentët

Ndarja kromatografike e përzierjes do të jetë efektive nëse absorbuesi dhe tretësi (eluenti) janë përzgjedhur saktë.

Adsorbenti nuk duhet të ndërveprojë kimikisht me përbërësit që do të ndahen dhe as të shfaqë një efekt katalitik në tretës. Është gjithashtu e nevojshme që adsorbenti të ketë selektivitet në lidhje me përbërësit e përzierjes. Adsorbent i zgjedhur siç duhet duhet të ketë kapacitet maksimal absorbues.

Të dallojë polare (hidrofile) Dhe absorbues jo polare (hidrofobe).. Duhet mbajtur mend se afiniteti i absorbimit të substancave polare për sorbentët polare është shumë më i lartë se ai i atyre jopolare.

Si adsorbentë përdoren oksidi i aluminit, karboni i aktivizuar, xhel silicë, zeolite, celuloza dhe disa minerale.

Oksid aluminiAl2O3 – adsorbent amfoterik.(Fig.) Mbi të përzierjet mund të ndahen substanca në polare, dhe në tretës jopolarë. Alumini neutral zakonisht përdoret për kromatografi nga tretësira jo ujore të hidrokarbureve të ngopura, aldehideve, alkooleve, fenoleve, ketoneve dhe etereve.

Oriz. Oksid alumini për kromatografi

http://imazhe. /542857_w200_h200_product5.jpg

Aktiviteti i Al2O3 varet nga përmbajtja e lagështisë në të. Alumini pa ujë ka aktivitetin më të lartë. Merret kushtimisht si njësi. Nëse është e nevojshme, mund të përgatisni alumin me përmbajtje të ndryshme lagështie duke përzier aluminin e sapopërgatitur me ujë (shkalla Brockmann).

Varësia e aktivitetit të oksidit të aluminit nga përmbajtja e lagështisë

Për shembull, Al2O3 me një aktivitet 1.5-2 përdoret për ndarjen e hidrokarbureve; për ndarjen e alkooleve dhe ketoneve - 2-3.5.

Sipërfaqja specifike e oksidit të aluminit është 230-380 m2/g.

xhel silicë(i hidroksiluar ose i modifikuar kimikisht) është dioksidi i silikonit xhelatinoz i tharë, i cili përftohet nga tretësira të tepërta të acideve silicike ( n SiO2 m H2O) në pH > 5-6. (Fig.) Sorbent i ngurtë hidrofil.

Oriz. xhel silicë

http://www. silicagel. /

http://xhel silicë. ru/imazhe/askg. gif

Madhësia e grimcave të xhelit të silicës në kolonat analitike është 3-10 µm, në kolonat përgatitore është 20-70 µm. Madhësia e vogël e grimcave rrit shpejtësinë e transferimit të masës dhe përmirëson efikasitetin e kolonës. Kolonat moderne analitike janë 10-25 cm të gjata. Ato janë të mbushura me xhel silicë me madhësi grimcash 5 mikron dhe lejojnë ndarjen e përzierjeve komplekse prej 20-30 përbërësish. Kur madhësia e grimcave zvogëlohet në 3-5 µm, efikasiteti i kolonës rritet, por rritet edhe rezistenca e saj. Kështu, për të arritur një shpejtësi të rrjedhës së eluentit prej 0,5-2,0 ml/min, kërkohet një presion prej (1-3)·107Pa. Xhel silicë i reziston një rënieje të tillë presioni, ndërsa kokrrat e sorbentit polimer janë më elastike dhe deformohen. Kohët e fundit janë zhvilluar sorbentë polimerikë të fortë mekanikisht me strukturë makroporoze dhe me rrjetë të dendur, të cilët për nga efikasiteti janë afër xhelit të silicës. Forma e grimcave të sorbentit 10 µm dhe më e madhe nuk ndikon shumë në efikasitetin e kolonës, megjithatë preferohen sorbentët me formë sferike, të cilët japin një paketim më të depërtueshëm. (Fig.)

Oriz. Xhel silicë sferike

http://imazhe. /6450630_w200_h200_silicagelksmg. gif

http:///N6_2011/U7/silikagel-2.jpeg

Struktura e brendshme e një grimce xhel silicë është një sistem kanalesh komunikimi. Për kromatografinë e lëngshme përdoren sorbentë me diametër pore 6-25 nm. Ndarja e kromatografisë së lëngshme në kryhet kryesisht në xhel silicë të modifikuar nga reaksioni i alkil- dhe arilklorosilaneve ose alkiletoksisilaneve me grupe silanoli. Me ndihmën e reaksioneve të tilla shartohen grupet C8H17-, C18H37- ose C6H5- (për të përftuar sorbentë me sipërfaqe të hidrofobizuar), nitrili, grupet hidroksil etj. (Fig.)

https://pandia.ru/text/80/271/images/image033_0.jpg" width="166" height="116 src=">

Oriz. Struktura e xhelit silicë të modifikuar

xhel silicë përdoret në kromatografi për ndarjen e përzierjeve të produkteve të naftës, më e lartë acidet yndyrore, esteret e tyre, aminat aromatike, derivatet nitro komponimet organike. xhel silicë – sorbent hidrofil, laget lehtësisht me ujë. Prandaj, nuk mund të përdoret për thithjen nga solucionet ujore. Aktiviteti i xhelit të silicës varet nga përmbajtja e ujit në të: sa më pak ujë që përmban, aq më i madh është aktiviteti (shkalla Brockmann).

Varësia e aktivitetit të xhelit të silicës nga përmbajtja e lagështisë

Sipërfaqja specifike e xhelit të silicës është 500-600 m2/g.

karbonet e aktivizuar janë një formë karboni që bëhet jashtëzakonisht poroz gjatë përpunimit dhe ka një sipërfaqe shumë të madhe të disponueshme për adsorbim ose reaksione kimike (Fig.) Kanë një sipërfaqe specifike prej 1300-1700 m2/g.

Oriz. Karboni i aktivizuar

http://e-katalog. rusbiz. ru/user_images/ru/prod_picture/58035161249b9016f64372.jpg

Ndikimi kryesor në strukturën e poreve të karbonit aktiv ushtrohet nga materialet fillestare për prodhimin e tyre. Karbonet e aktivizuara të bazuara në lëvozhgat e kokosit karakterizohen nga një përqindje më e madhe e mikroporeve (deri në 2 nm), bazuar në qymyr - një përqindje më e madhe mezoporesh (2-50 nm). Një pjesë e madhe e makroporeve është tipike për karbonet e aktivizuar me bazë druri (më shumë se 50 nm). Mikroporet janë veçanërisht të përshtatshme për përthithjen e molekulave të vogla dhe mezoporet për përthithjen e molekulave organike më të mëdha.

Zeolite (sita molekulare)– aluminosilikate kristalore poroze të metaleve alkaline dhe tokësore alkaline me origjinë natyrore dhe sintetike. (oriz.)

https://pandia.ru/text/80/271/images/image036_2.jpg" width="211 height=211" height="211">

Oriz. Zeolite

http://www. zeoliti. spb. en/_img/_36mm. jpg

http://kntgroup. en/thumb. php? file=/uploads/products/6.jpg&x_width=250

Ekzistojnë katër lloje zeolite (A, X, Y, M) me struktura të ndryshme kristalore. Në varësi të kationit, zeolitet caktohen si më poshtë: KA, NaA, CaM, NaX, KY, CaY. Veçori e zeolitit eshte ajo poret e kristaleve kanë dimensione të rendit 0,4-1 nm, në përpjesëtim me madhësinë e molekulave shumë substanca të lëngshme ose të gazta. Nëse molekulat e një lënde janë në gjendje të depërtojnë në këto pore, atëherë adsorbimi ndodh në poret e kristaleve të zeolitit. Molekulat më të mëdha të substancës nuk absorbohen. Duke përzgjedhur zeolite me madhësi pore të ndryshme, mund të ndahen qartë përzierjet e substancave të ndryshme.

Sipërfaqja specifike e zeolitit është 750-800 m2/g.

Kur zgjidhni një adsorbent, është e nevojshme të merret parasysh struktura e substancave dhe tretshmëria e tyre. Për shembull, hidrokarburet e ngopura absorbohen dobët, ndërsa hidrokarburet e pangopura (kanë lidhje të dyfishta) janë më të mira. Grupet funksionale rrisin aftësinë e një substance për të absorbuar.

5. Eluentët

Kur zgjedh një tretës (eluent), duhet të merret parasysh natyra e adsorbentit dhe vetitë e substancave në përzierjen që ndahet. Eluentët duhet të tresin mirë të gjithë përbërësit e përzierjes së kromatografuar, të kenë viskozitet të ulët, të sigurojnë nivelin e kërkuar të selektivitetit, të jenë të lirë, jo toksik, inerte, të pajtueshëm me metodat e zbulimit (për shembull, benzeni nuk mund të përdoret si eluent me një detektor UV).

Kromatografia e fazës normale zakonisht përdor hidrokarbure (heksan, heptan, izooktan, cikloheksan) me shtimin e sasive të vogla të kloroformit CHCl3, izo-C3H7OH izo-propanolit, eterit diizopropil; në kromatografinë e fazës së kundërt - një përzierje uji me acetonitril CH3CN, metanol CH3OH, etanol C2H5OH, dioksan, tetrahidrofuran, dimetilformamid. Për të izoluar përbërësit individualë të një përzierjeje të ndarë gjatë kromatografisë, ato shpesh lahen në mënyrë sekuenciale (elucioni). Për këtë qëllim përdoren tretës me kapacitet të ndryshëm desorbimi. Tretësit janë të renditur në rend zbritës të kapacitetit desorbues në adsorbuesit polare - Seria eluotropike e Trappe. Nëse përbërësit e përzierjes që ndahen kanë vlera të afërta k" ( koeficienti i kapacitetit të kolonës në lidhje me këtë komponent), pastaj kromatografi me një eluent. Nëse përbërësit individualë të përzierjes mbahen fort nga sorbent, përdorni një seri eluentësh me forcë në rritje.

Gama eluotropike e tretësve

6. Pajisje për kromatografi të lëngët

Në kromatografinë moderne të lëngshme, përdoren instrumente me shkallë të ndryshme kompleksiteti - nga sistemet më të thjeshta deri te kromatografët e nivelit të lartë.
Një kromatograf modern i lëngshëm përfshin: kontejnerë për eluentët, pompat me presion të lartë, një shpërndarës, një kolonë kromatografike, një detektor, një pajisje regjistrimi, një sistem kontrolli dhe përpunim matematikor të rezultateve.

Në fig. është paraqitur një bllok diagram i një kromatografi të lëngshëm, që përmban grupin minimal të nevojshëm të përbërësve, në një formë ose në një tjetër, të pranishëm në çdo sistem kromatografik.

https://pandia.ru/text/80/271/images/image038_2.jpg" width="361" height="254 src=">

Oriz. Skema e një kromatografi të lëngshëm: 1 - rezervuar për fazën e lëvizshme, 2 - pompë, 3 - injektor, 4 - kolonë, 5 - termostat, 6 - detektorë, 7 - sistem regjistrimi, 8 - kompjuter.

Depozita e magazinimit për fazën e lëvizshme, duhet të ketë kapacitet të mjaftueshëm për analizë dhe pajisje për degazimin e tretësit për të parandaluar formimin e flluskave të gazrave të tretur në eluent në kolonë dhe detektor.

Pompë synuar për të krijuar një rrjedhje të vazhdueshme të tretësit. Dizajni i tij përcaktohet kryesisht nga presioni i funksionimit në sistem. Për funksionimin në intervalin 10-500 MPa, përdoren pompa të tipit plunger (shiringë). Disavantazhi i tyre është nevoja për ndalesa periodike për mbushjen me eluent. Për sisteme të thjeshta me presione të ulëta funksionimi prej 1-5 MPa, përdoren pompa peristaltike të lira. Eluentët hyjnë në pompë përmes një filtri që bllokon grimcat e pluhurit (më shumë se 0,2 µm). Ndonjëherë një rrymë e vogël heliumi kalon nëpër eluentët për të hequr ajrin e tretur dhe për të parandaluar formimin e flluskave në detektor (veçanërisht në rastin e eluentëve ujorë dhe polare). Në kromatografët analitikë, eluenti furnizohet në kolonë nga pompa pistoni me një sistem reagimi, të cilat bëjnë të mundur zbutjen e pulsimit të rrjedhës brenda 1-2% dhe sigurimin e shpejtësive vëllimore nga 0,1 në 25 ml/min në presione deri në 3,107 Pa. Në kromatografinë me mikrokolona, ​​shpejtësia e rrjedhës vëllimore të eluentit është shumë më e ulët - 10-1000 µl/min. Në rastin e elucionit të gradientit, përdoren disa pompa, të cilat kontrollohen nga një programues dhe futin 2-3 përbërës eluent në dhomën e përzierjes, duke e lënë shpejtësinë totale të rrjedhës konstante. Për të futur një kampion në një kolonë nën presion të lartë, pa ndalur rrjedhën, përdoren valvula speciale mikrodozuese, të lidhura me një lak me vëllim të njohur për kampionin e tretësirës së provës. Sistemet e dozimit janë zhvilluar me marrjen automatike të mostrave dhe injektimin e mostrave duke përdorur çezmat ose shiringat mikrodozuese.

Injektor ofron përzierje injeksion mostër komponentë të ndashëm në kolonë me një riprodhueshmëri mjaftueshëm të lartë. Sistemet e thjeshta të injektimit të mostrës "stop-flow" kërkojnë që pompa të ndalet dhe për këtë arsye janë më pak të përshtatshme se pipetat me unazë të Reodyne.

folësit për HPLC janë bërë më shpesh nga një tub i lëmuar prej çeliku inox me gjatësi 10-25 cm dhe diametër të brendshëm 3-5 mm.

Oriz. Kolonat e kromatografisë për kromatografinë e lëngët

Përdoret gjithashtu kolona xhami vendosur në një shtresë metalike; në kromatografinë me mikrokolona - kolona metalike të shtypura me një diametër të brendshëm 1,0-1,5 mm, mikrokolona qelqi të paketuara me diametër 70-150 mikron dhe kolona kapilare të zbrazëta diametri 10-100 mikron; në kromatografinë përgatitore - kolona me diametër prej 2 deri në 10 cm ose më shumë. Për mbushjen uniforme dhe të dendur të kolonave me një sorbent, përdoret një metodë e paketimit të pezullimit. Suspensioni përgatitet nga një sorbent dhe një lëng organik i përshtatshëm, i cili futet nën presion deri në 5 107 Pa në kolonë. Për të përcaktuar komponentët e ndarë që largohen nga kolona përdorni detektorë. qëndrueshmëria e temperaturës siguruar termostat.

Detektorë për kromatografinë e lëngët kanë një qelizë rrjedhëse në të cilën ka një matje të vazhdueshme të ndonjë vetie të eluentit që rrjedh. Ata duhet të jenë shumë të ndjeshëm. Për të rritur ndjeshmërinë e detektorit, ndonjëherë përdoret derivatizimi i përbërësve të përzierjes pas kolonës. Për ta bërë këtë, reagentë të tillë futen me rrjedhën e eluentit, të cilët, duke ndërvepruar me substancat e ndara, formojnë derivate me veti më të theksuara, për shembull, thithin më fort në zonën UV ose të dukshme të spektrit ose kanë një aftësi më të madhe fluoreshente. . Ndonjëherë derivatizimi kryhet përpara analizës kromatografike dhe ndahen derivatet, jo materialet fillestare. Llojet më të njohura detektorë qëllimi i përgjithshëm janë refraktometra, duke matur indeksi i thyerjes, Dhe detektorë spektrofotometrikë duke përcaktuar dendësia optike e tretësit në një gjatësi vale fikse (zakonisht në rajonin ultravjollcë). TE Përparësitë e refraktometrave(Dhe disavantazhet e spektrofotometrave) duhet t'i atribuohet ndjeshmëri e ulët ndaj llojit të lidhjet, të cilat mund të përmbajnë ose jo grupe kromofore. Nga ana tjetër, përdorimi i refraktometrave është i kufizuar në sistemet izokratike (me një përbërje konstante eluent), kështu që përdorimi i një gradienti tretës nuk është i mundur në këtë rast.

Përforcues dhe regjistrues diferencial" href="/text/category/differentcial/" rel="bookmark">diferencial. Është gjithashtu e dëshirueshme që të ketë integrues, e cila bën të mundur llogaritjen e sipërfaqeve relative të majave të marra. Në sistemet komplekse kromatografike, blloku i ndërfaqes, duke e lidhur kromatografin me Kompjuter personal, e cila kryen jo vetëm mbledhjen dhe përpunimin e informacionit, por edhe kontrollon pajisjen, llogarit karakteristikat sasiore dhe në disa raste përbërjen cilësore të përzierjeve. Mikroprocesor ofron injeksion automatik i mostrës, ndryshim nga dhënë programin e përbërjes së eluentit me elucionin gradient, duke mbajtur temperatura e kolonës.

Bruker". Oriz. kromatograf i lëngshëm Jasko

Pyetje për vetë-ekzaminim

Çfarë është kromatografia e lëngshme? Emërtoni llojet e tij, fushat e zbatimit. Lista rreth Madhësitë themelore kromatografike dhe përkufizimi i tyre Çfarë lloje të kromatografisë së lëngët ekzistojnë në varësi të mekanizmit të mbajtjes së substancave të ndara nga faza stacionare e LC? Cilat lloje të kromatografisë ekzistojnë në varësi të mënyrës së lëvizjes së një substance? Cilat substanca përdoren si adsorbente? Qfare eshte dallimi? Çfarë është faza e lëngshme lëvizëse - eluent? kërkesat për tretës. Cili është ndryshimi midis kromatografisë së ndarjes dhe kromatografisë së adsorbimit? Listoni pjesët kryesore të qarkut të kromatografit të lëngshëm, qëllimin e tyre.

Lista e literaturës së përdorur

1 "Kromatografia e lëngshme në mjekësi"

Http:// ditar. issep. rssi. en/articles/pdf/0011_035.pdf

2 "Hyrje në kromatografinë e lëngshme me performancë të lartë"

http://www. kimnet. ru/rus/teaching/oil/spezprakt-chr. html

3 "Kromatografia e lëngshme"

http://e-science. en/index/?id=1540

4 "Kromatografia"

http://belchem. njerëzit. en/chromatography1.html

Ju gjithashtu mund të pëlqeni...
Çernobili në kujtimet e dëshmitarëve okularë Tregime të frikshme të Çernobilit

Çernobili në kujtimet e dëshmitarëve okularë Tregime të frikshme të Çernobilit

Ora atomike Ora atomike kontrolloni kohën

Ora atomike Ora atomike kontrolloni kohën

Klasa: Scyphozoa = Scyphozoa Medusa Cornerot i përket grupit

Klasa: Scyphozoa = Scyphozoa Medusa Cornerot i përket grupit