2. Kromatografinin ortaya çıkışı ve gelişimi

Kromatografinin bilimsel bir yöntem olarak ortaya çıkışı, 1903 yılında bitki pigmentlerinde güneş enerjisinin dönüşüm mekanizması üzerine araştırma sırasında kromatografiyi keşfeden seçkin Rus bilim adamı Mikhail Semenovich Tsvet'in (1872 - 1919) adıyla ilişkilidir. Bu yıl, kromatografik yöntemin oluşturulma tarihi olarak kabul edilmelidir.

HANIM. Renk, bir cam tüp içinde bulunan bir adsorban sütunu boyunca bir analit çözeltisi ve mobil fazdan geçti. Bu bağlamda yöntemine kolon kromatografisi adı verildi. 1938'de N.A. Izmailov ve M.S. Schreiber, Tsvet'in yöntemini değiştirmeyi ve bir madde karışımını ince bir adsorban tabakasıyla kaplanmış bir plaka üzerinde ayırmayı önerdi. Bir maddenin mikro miktarlarıyla analiz yapılmasına olanak tanıyan ince tabaka kromatografisi bu şekilde ortaya çıktı.

1947'de T.B. Gapon, E.N. Gapon ve F.M. Shemyakin, bir çözeltideki iyon karışımının kromatografik ayrımını gerçekleştiren ilk kişiydi ve bunu sorbent iyonları ile çözeltide bulunan iyonlar arasında bir değişim reaksiyonunun varlığıyla açıkladı. Böylece kromatografinin başka bir yönü keşfedildi - iyon değişim kromatografisi. Günümüzde iyon değişim kromatografisi kromatografik yöntemin en önemli alanlarından biridir.

E.N. ve G.B. Gapon, 1948'de M.S.'nin ifade ettiğini gerçekleştirdi. Az çözünen çökeltilerin çözünürlüklerindeki farklılıklara dayanarak bir madde karışımının kromatografik olarak ayrılma olasılığı fikrini renklendirin. Tortu kromatografisi ortaya çıktı.

1957'de M. Goley, kılcal borunun iç duvarlarına bir sorbent uygulanmasını önerdi - kılcal kromatografi. Bu seçenek çok bileşenli karışımların mikro miktarlarının analizine olanak sağlar.

60'lı yıllarda, kesin olarak tanımlanmış gözenek boyutlarına sahip hem iyonik hem de yüksüz jellerin sentezlenmesi mümkün hale geldi. Bu, özü, jel - jel kromatografisine nüfuz etme yeteneklerindeki farka dayanarak bir madde karışımını ayırmak olan bir kromatografi versiyonunun geliştirilmesini mümkün kıldı. Bu yöntem, farklı moleküler ağırlığa sahip maddelerin karışımlarını ayırmanıza olanak tanır.

Şu anda kromatografi önemli bir gelişme kaydetti. Günümüzde çeşitli kromatografi yöntemleri, özellikle diğer fiziksel ve fizikokimyasal yöntemlerle kombinasyon halinde, bilim adamlarının ve mühendislerin bilimsel araştırma ve teknolojideki çok çeşitli, genellikle çok karmaşık sorunları çözmelerine yardımcı olur.

Dmitry Ivanovich Mendeleev: kimyanın gelişimine katkı

Dmitry Mendeleev, 27 Ocak (8 Şubat) 1834'te Tobolsk'ta, spor salonu müdürü ve Tobolsk eyaletinin devlet okullarının mütevelli heyeti ailesinde doğdu Ivan Pavlovich Mendeleev ve Maria Dmitrievna Mendeleeva, kızlık soyadı Kornilieva...

Yağda çözünen vitaminler

Hipovitaminoz vücutta vitamin eksikliği ile ilişkili bir hastalıktır. Bazı vitaminlerin yokluğu vitamin eksikliğidir. Diyetten aşırı miktarda vitamin alındığında hipervitaminoz meydana gelir, fazla vitaminle ilişkili hastalıklar...

Rus Kimya Derneği'nin Tarihi

Alexander Abramovich Voskresensky (1809-1880) - Rus organik kimyager, büyük bir Rus kimyager okulunun kurucusu (Nikolai Nikolaevich Zinin ile birlikte), St. Petersburg Bilimler Akademisi'nin ilgili üyesi (1864)...

Kimyanın gelişimindeki ana aşamalara tarihsel bakış

Vücuttaki kolloid sistemler ve görevleri

Kolloidal sistemler ve özellikleri hakkında fikirlerin geliştirilmesi. Boyama ve yapıştırma gibi kolloidal işlemler eski Mısır'dan beri kullanılmaktadır. "Koloid" kelimesi (Yunanca "yapıştırıcı" anlamına gelen kelimeden türetilmiştir) 1862 yılında T. Graham tarafından icat edilmiştir...

Alkanların polihalojen türevleri

Flor kimyasının tarihi eski Mısır'da veya Fenike'de, hatta ortaçağ Arabistan'ında başlamaz. Flor kimyasının ortaya çıkışı, hidrojen florürün (Scheele, 1771) ve ardından elementel florun (Moissan, 1886) keşfiyle başladı.

Geleneksel olarak laboratuvar atölyesinde yapılan bir deney ampirik düşünceyi şekillendirir. Öğrenciler bir olguyu inceler, içindeki yapısal unsurları belirler, onları sınıflandırır, bağlantıları tanımlar ama bunların hepsi bilinçte bölünmüştür...

Kimyanın oluşumu

1). Simya öncesi dönem: 3. yüzyıla kadar. reklam Maddelerin bileşimini ve dönüşümlerini inceleyen bilim olan kimya, insanın ateşin doğal malzemeleri değiştirme yeteneğini keşfetmesiyle başlar. Görünüşe göre insanlar bakır ve bronzun nasıl eritileceğini, kil ürünlerinin nasıl yakılacağını biliyorlardı...

Kromatografik yöntemlerin özel bir sınıflandırması, işlemin çeşitli karakteristik özelliklerine dayanabilir.

Kromatografik sürecin fiziko-kimyasal temelleri

Kromatografi teorisinin görevi, kromatografik bölgelerin hareket ve bulanıklık yasalarını oluşturmaktır. Kromatografi teorilerinin sınıflandırılmasının altında yatan ana faktörler...

Petrol ve gaz kimyası

M.V.'nin harika tahmini...

Bir ayırma ve analiz yöntemi olarak kromatografi

kromatografi karışım sorpsiyon desorpsiyonu Kromatografi, bir maddenin sabit bir sorbent boyunca hareketli fazın bir akışı içinde hareket ederken sorpsiyon ve desorpsiyon eylemlerinin tekrar tekrar tekrarlanmasına dayanan fiziksel ve kimyasal bir işlemdir.

Kimyanın evrimi - acil beklentiler

Kimyasal bileşikler nelerden yapılmıştır? Maddenin en küçük parçacıkları nasıl yapılandırılmıştır? Uzayda nasıl konumlandırılırlar? Bu parçacıkları birleştiren şey nedir? Neden bazı maddeler birbiriyle reaksiyona giriyor?

Eski Rusya'da analizlerin yürütülmesi hakkında çok az şey bilinmektedir. Doğal olarak, çeşitli malzemelerin bileşimini kontrol etmek her zaman gerekliydi ve Rusya'da bu, şifalı bitkiler, boyacılar ve demirciler tarafından yapılıyordu; Hatta özel cevher kaşifleri bile vardı...

Rusya'da analitik kimyanın gelişim aşamaları

İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim insanları size çok minnettar olacaklardır.

Yayınlanan http://www.allbest.ru

1. Kromatografinin keşfi ve gelişiminin tarihi

2. Temel hükümler

3. Kromatografik analiz yöntemlerinin sınıflandırılması

4. Adsorpsiyon kromatografisi. İnce tabaka kromatografisi

4.1 İnce tabaka kromatografisinde deneysel teknik

5. Gaz kromatografisi

5.1 Gaz adsorpsiyon kromatografisi

5.2 Gaz-sıvı kromatografisi

6. Bölünme kromatografisi. Kağıt kromatografisi

7. Sedimanter kromatografi

7.1 Sediman kromatografi yöntemlerinin deneysel tekniğe göre sınıflandırılması

7.2 Sedimanter kağıt kromatografisi

8. İyon değişim kromatografisi

Çözüm

Kaynakça

1. HİKAYEKROMATOGRAFİNİN KEŞFİ VE GELİŞTİRİLMESİ

Kromatografinin kaşifi Rus bilim adamı, botanikçi ve fiziksel kimyager Mikhail Semyonovich Tsvet'ti.

Kromatografinin keşfi, Tsvet'in St. Petersburg'da yüksek lisans tezini tamamladığı zamana (1900 - 1902) ve Varşova'daki ilk çalışma dönemine (1902 - 1903) kadar uzanır. Tsvet, bitki pigmentlerini incelerken, çok az farklı pigmentlerden oluşan bir karışımın bir solüsyonunu, adsorban toz haline getirilmiş kalsiyum karbonatla doldurulmuş bir tüpten geçirdi ve ardından adsorbanı saf bir solventle yıkadı. Karışımın ayrı ayrı bileşenleri ayrıldı ve renkli şeritler oluşturdu. Modern terminolojiye göre Tsvet, kromatografinin gelişen bir versiyonunu keşfetti (sıvı adsorpsiyon kromatografisinin geliştirilmesi). Tsvet, doktora tezi olan “Bitki ve Hayvan Dünyasındaki Kromofiller” (1910) kitabında yarattığı kromatografi versiyonunun geliştirilmesine ilişkin araştırmanın ana sonuçlarını özetledi. kromatografi gaz çökeltisi iyon değişimi

Tsvet, kromatografik yöntemi yalnızca bir karışımı ayırmak ve çok bileşenli yapısını oluşturmak için değil, aynı zamanda kantitatif analiz için de yaygın olarak kullandı; bu amaçla bir cam sütunu kırdı ve adsorban sütunu katmanlar halinde kesti. Tsvet, sıvı kromatografisi için ekipman geliştirdi, kromatografik işlemleri azaltılmış basınçta (pompalama) ve bir miktar aşırı basınçta gerçekleştiren ilk kişi oldu ve etkili kolonların hazırlanması için öneriler geliştirdi. Ayrıca yeni yöntemin “kromatografi”, “gelişme”, “yer değiştirme”, “kromatogram” vb. gibi birçok temel kavram ve terimini tanıttı.

Kromatografi ilk başta çok nadir kullanıldı, gizli dönemi yaklaşık 20 yıl sürdü ve bu süre zarfında yöntemin çeşitli uygulamalarına ilişkin yalnızca çok az sayıda rapor ortaya çıktı. Ve ancak 1931'de, Heidelberg'deki İmparator Wilhelm Tıbbi Araştırma Enstitüsü'nün kimya laboratuvarında (R. Kuhn başkanlığında) çalışan R. Kuhn (Almanya), A. Winterstein (Almanya) ve E. Lederer (Fransa) yönetti. a- ve b-karoteni ham karotenden izole etmek ve böylece Renk keşfinin değerini göstermek.

Kromatografinin geliştirilmesinde önemli bir aşama, Sovyet bilim adamları N.A.'nın keşfiydi. Izmailov ve M.S. Schreiber, bir maddenin mikro miktarlarıyla analiz yapılmasına olanak sağlayan ince tabaka kromatografi yöntemini (1938) geliştirdi.

Bir sonraki önemli adım, A. Martin ve R. Synge (İngiltere) tarafından, amino asitlerin asetil türevlerinin, suyla doyurulmuş silika jel ile doldurulmuş bir kolon üzerinde kloroform kullanılarak ayrılması örneğini kullanan bir sıvı bölme kromatografisi çeşidinin keşfiydi. bir çözücü olarak (1940). Aynı zamanda mobil faz olarak sadece sıvının değil gazın da kullanılabileceği kaydedildi. Birkaç yıl sonra, bu bilim adamları, amino asit türevlerinin, hareketli faz olarak bütanol ile suyla nemlendirilmiş kağıt üzerinde ayrılmasını gerçekleştirmeyi önerdiler. Ayrıca ilk iki boyutlu ayırma sistemini de uyguladılar. Martin ve Singh, partisyon kromatografisini keşfettiklerinden dolayı Nobel Kimya Ödülü'nü aldılar. (1952). Daha sonra Martin ve A. James, karışımları silikon DS-550 ve stearik asitten oluşan karışık bir sorbent üzerinde ayırarak gaz dağıtım kromatografisinin bir versiyonunu gerçekleştirdiler (1952 - 1953). O zamandan beri gaz kromatografi yöntemi en yoğun gelişmeyi aldı.

Gaz kromatografisinin varyantlarından biri, bir gaz karışımının ayrılmasını geliştirmek için, hareketli fazın (gaz) hareketiyle eş zamanlı olarak sorbent ve ayrılan karışımın, hareketli bir sıcaklık alanından etkilendiği kromatografidir. uzunluk boyunca belirli bir eğim (A.A. Zhukhovitsky ve diğerleri, 1951) .

Kromatografik yöntemin geliştirilmesine önemli bir katkı, iyon değişim kromatografisinin kurucusu (1937 - 1940) G. Schwab (Almanya) tarafından yapılmıştır. Sovyet bilim adamları E.N.'nin çalışmalarında daha da geliştirildi. Gapon ve T.B. Çözeltideki bir iyon karışımının kromatografik ayrımını gerçekleştiren Gapon (F.M. Shemyakin ile birlikte, 1947) ve ayrıca Tsvet tarafından ifade edilen, bir madde karışımının çözünürlük farkına dayalı olarak kromatografik olarak ayrılma olasılığı hakkında ifade edilen fikri uyguladı. az çözünen çökeltiler (tortul kromatografi, 1948).

İyon değişim kromatografisinin geliştirilmesindeki modern aşama, 1975 yılında G. Small, T. Stevens ve W. Bauman'ın (ABD) iyon kromatografisi (yüksek performanslı bir yöntem) adı verilen yeni bir analitik yöntem önerdikleri çalışmalarından sonra başladı. kondüktometrik algılamalı iyon değişim kromatografisi).

Perkin-Elmer şirketinin bir çalışanı olan M. Golay (ABD) tarafından, kılcal borunun iç duvarlarına bir sorbentin uygulandığı kılcal kromatografi versiyonunun (1956) yaratılması olağanüstü önem taşıyordu. çok bileşenli karışımların mikro miktarlarını analiz etmek mümkündür.

60'ların sonunda. Sıvı kromatografiye ilgi hızla arttı. Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) ortaya çıktı. Bu, son derece hassas dedektörlerin, yeni seçici polimer sorbentlerin ve yüksek basınçlarda çalışmaya izin veren yeni ekipmanların yaratılmasıyla kolaylaştırılmıştır. Şu anda HPLC, diğer kromatografi yöntemleri arasında lider konumdadır ve çeşitli versiyonlarda uygulanmaktadır.

2. TEMEL NOKTALAR

Kromatografi, bileşenlerin hareketli ve sabit olmak üzere iki faz arasındaki dağılımına dayalı olarak maddelerin ayrılması ve belirlenmesi yöntemidir. Sabit faz, katı gözenekli bir maddedir (genellikle sorbent olarak adlandırılır) veya katı bir madde üzerinde biriken sıvı bir filmdir. Mobil faz, bazen basınç altında, sabit bir fazdan akan bir sıvı veya gazdır. Analiz edilen karışımın bileşenleri (sorbatlar) hareketli fazla birlikte sabit faz boyunca hareket eder. Genellikle sütun adı verilen cam veya metal bir tüpün içine yerleştirilir. Emici yüzeyle etkileşimin gücüne bağlı olarak (adsorpsiyon veya başka bir mekanizma nedeniyle), bileşenler kolon boyunca farklı hızlarda hareket edecektir. Bazı bileşenler sorbentin üst katmanında kalacak, diğerleri sorbent ile daha az etkileşime girerek kolonun alt kısmında son bulacak ve bazıları mobil fazla birlikte kolonu tamamen terk edecektir (bu tür bileşenler tutulmamış olarak adlandırılır ve tutulma süreleri sütunun "ölü zamanını" belirler). Bu, karmaşık bileşen karışımlarının hızlı bir şekilde ayrılmasını sağlar. Kromatografik yöntemlerin aşağıdaki avantajları vurgulanmalıdır:

1. Ayırma doğası gereği dinamiktir ve ayrılan bileşenlerin soğurma-desorpsiyon eylemleri birçok kez tekrarlanır. Bunun nedeni, statik soğurma ve ekstraksiyon yöntemleriyle karşılaştırıldığında kromatografik ayırmanın önemli ölçüde daha verimli olmasıdır.

2. Ayırma sırasında sorbatlar ve sabit faz arasında çeşitli etkileşim türleri kullanılır: tamamen fizikselden kemisorpsiyona. Bu, çok çeşitli maddelerin seçici olarak ayrılmasını mümkün kılar.

3. Ayrılan maddelere, ayırma koşullarını değiştirerek kromatografinin yeteneklerini genişleten çeşitli ek alanlar (yerçekimi, elektrik, manyetik vb.) uygulanabilir.

4. Kromatografi, çeşitli bileşenlerin eşzamanlı olarak ayrılmasını ve belirlenmesini birleştiren hibrit bir yöntemdir.

5. Kromatografi hem analitik problemleri (ayırma, tanımlama, belirleme) hem de hazırlık problemlerini (saflaştırma, izolasyon, konsantrasyon) çözmenize olanak sağlar. Bu sorunların çözümü, bunların "çevrimiçi" modda gerçekleştirilmesiyle birleştirilebilir.

6. Çok sayıda yöntem, fazların bir araya gelme durumuna, ayırma mekanizmasına ve ayırma tekniğine göre sınıflandırılır. Kromatografik yöntemler ayrıca ayırma işlemini ön, yer değiştirme ve eluent olarak gerçekleştirme yönteminde de farklılık gösterir.

3. KROMATOGRAFİK ANALİZ YÖNTEMLERİNİN SINIFLANDIRILMASI

Kromatografik yöntemlerin sınıflandırmaları, ayırma işleminin aşağıdaki çeşitli özelliklerini dikkate alan ilkelere dayanmaktadır:

* kullanılan kromatografik sistemin fazlarının toplanma durumundaki farklılıklar;

* ayrılmış maddelerin sabit fazla etkileşimlerinin doğasındaki farklılıklar;

* Kromatografik ayırma işlemini gerçekleştirme yöntemlerindeki deneysel farklılıklar.

Tablo 1-3, bilinen kromatografik yöntemler için ana sınıflandırma seçeneklerini göstermektedir.

Farklı kromatografik sistemlerin fazlarıyla ayrılan bileşiklerin etkileşimlerinin doğası büyük ölçüde değişebildiğinden, ayrılması için uygun bir sabit faz (katı veya sıvı) ve hareketli bir faz bulmanın mümkün olmayacağı neredeyse hiçbir nesne yoktur. solvent sistemleri. İncelenen bileşiklerin moleküler ağırlığına bağlı olarak kromatografinin ana varyantlarının uygulama alanları Tablo'da verilmiştir. 4.

4. ADSORPSİYON KROMATOGRAFİSİ. İNCE TABAKA KROMATOGRAFİSİ

En yaygın adsorpsiyon kromatografi yöntemlerinden biri, adsorbanın bir plaka üzerinde ince bir tabaka olarak kullanıldığı bir tür düzlem kromatografisi olan ince tabaka kromatografisidir (TLC).

TLC yönteminin prensibi ve temel kavramları. Çoğunlukla plakanın yüzeyine sabitlenen temiz, düz bir yüzeye (cam, metal, plastikten yapılmış bir plaka) bir şekilde ince bir sorbent tabakası uygulanır. Plakanın boyutları farklı olabilir (uzunluk ve genişlik - 5 ila 50 cm arasında, ancak bu gerekli değildir). Plakanın yüzeyinde, emici katmana zarar vermemek için dikkatlice başlangıç ​​​​çizgisini (örneğin bir kalemle) (plakanın alt kenarından 2-3 cm mesafede) ve bitişi işaretleyin. çözücü hattı.

A ve B bileşenlerini TLC ile ayırma şeması

Plakanın başlangıç ​​​​çizgisine (bir mikro şırınga, kılcal) bir numune uygulanır - ayrılacak maddelerin, örneğin uygun bir çözücü içinde iki A ve B maddesinin bir karışımını içeren az miktarda sıvı. Çözücünün buharlaşmasına izin verilir, ardından plaka, bu durum için özel olarak seçilmiş bir çözücü veya çözücülerin karışımı olan PF'nin sıvı fazındaki bir kromatografik odaya daldırılır. Kılcal kuvvetlerin etkisi altında, PF kendiliğinden NP boyunca başlangıç ​​çizgisinden solvent ön çizgisine doğru hareket eder ve numunenin farklı hızlarda hareket eden A ve B bileşenlerini taşır. Söz konusu durumda, A bileşeninin NP'ye ilgisi, B bileşeninin aynı fazına olan ilgisinden daha azdır, bu nedenle A bileşeni, B bileşeninden daha hızlı hareket eder. Hareketli faz (çözücü), t zamanında çözücünün ön çizgisine ulaştıktan sonra , kromatografi durdurulur, plaka kromatografi odasından çıkarılır ve havada kurutulur ve plaka yüzeyindeki A ve B maddelerinin noktalarının konumu belirlenir. Noktalar (bölgeler) genellikle oval veya yuvarlak bir şekle sahiptir. Söz konusu durumda, A bileşeninin noktası başlangıç ​​çizgisinden belirli bir mesafeye taşınmıştır. ben A , B bileşeni noktası - belli bir mesafede ben İÇİNDE ve çözücü mesafe boyunca geçti L.

Bazen, ayrılacak maddelerin bir numunesinin uygulanmasıyla eş zamanlı olarak, başlangıç ​​çizgisine küçük miktarlarda standart madde ve tanık maddeler (analiz numunesinde yer aldığı varsayılan maddeler) uygulanır.

Sistemdeki ayrılmış bileşenleri karakterize etmek için hareketlilik katsayısı Rf (veya Rf faktörü) tanıtılır:

R F=V 1 /V e= (ben 1 /t)/ (L/t) =l 1 /L ,

Nerede V 1 = ben 1 / T Ve V e= L/ T - hareket hızına göre Ben- bileşen ve çözücü E; ben 1 VeL - gidilen yol Ben- m bileşen ve solvent sırasıyla, t solventi başlangıç ​​çizgisinden solvent ön hattına taşımak için gereken zamandır. Mesafeler ben 1 başlangıç ​​çizgisinden ilgili bileşenin noktasının merkezine kadar sayın.

Tipik olarak, hareketlilik katsayısı aralık dahilindedir. R F =0 - 1. Optimum değer 0,3-0,7'dir.Kromatografik koşullar, Rf değeri sıfır ve birden farklı olacak şekilde seçilir.

Hareketlilik katsayısı sorbent-sorbat sisteminin önemli bir özelliğidir. Tekrarlanabilir ve kesinlikle sabit kromatografik koşullar için R F = inşaat

Hareketlilik katsayısı Rf bir dizi faktöre bağlıdır: çözücünün doğası ve kalitesi, saflığı; sorbentin doğası ve kalitesi (ince tabaka), taneciklerinin düzgünlüğü, tabakanın kalınlığı; emici aktivite (nem içeriği); deneysel teknikler (numune kütleleri, solvent hareket uzunluğu L); deneycinin becerisi vb. Pratikte tüm bu parametrelerin tutarlı bir şekilde yeniden üretilmesi bazen zordur. Proses koşullarının etkisini dengelemek için göreceli bir hareketlilik katsayısı eklenir Rs.

Rs=l/l st=R F/R F( st ) ,

Nerede R F = ben/ L; R F (st)= ben st/ L; ben santimetre - Başlangıç ​​çizgisinden standart noktanın merkezine kadar olan mesafe.

Bağıl hareketlilik katsayısı Rs, bir maddenin hareketliliğinin hareketlilik katsayısı Rf'den daha objektif bir özelliğidir.

Bir madde genellikle standart olarak seçilir; belirli koşullar altında Rf? 0,5. Standart, kimyasal yapısına bağlı olarak ayrılan maddelere yakın olacak şekilde seçilir. Standardı kullanarak, Rs'nin değeri genellikle Rs=0,1--10 aralığında yer alır, optimal limitler ise yaklaşık 0,5-2'dir.

Ayrılmış bileşenlerin daha güvenilir bir şekilde tanımlanması için, "tanıklar" kullanılır - analiz edilen numunede varlığı varsayılan standart maddeler. Eğer Rf = Rf (genişlik), burada Rf ve Rf (genişlik), sırasıyla belirli bir bileşenin ve tanıklığın hareketlilik katsayılarıdır, o zaman tanık maddenin kromatografisi yapılan maddede mevcut olduğunun varsayılması daha muhtemel olabilir. karışım.

Bu koşullar altında iki A ve B bileşeninin ayrılmasını karakterize etmek için, R(A/B) ayrılma derecesi (kriteri) tanıtılır:

R(A/B) = D ben( =2B ben ,

D nerede ben- A ve B bileşenlerinin noktalarının merkezleri arasındaki mesafe; a(A) ve a(B), sırasıyla kromatogramdaki A ve B noktalarının çaplarıdır.

R (A/B) değeri ne kadar büyük olursa, A ve B bileşenlerinin noktaları kromatogramda o kadar net ayrılır.

A ve B adlı iki maddenin ayrılma seçiciliğini değerlendirmek için ayırma katsayısı kullanılır A:

a=ben B / ben A.

Eğer a=1, bu durumda A ve B bileşenleri ayrılmaz.

A ve B bileşenlerinin R (A/B) ayrılma derecesini belirlemek.

4.1 İnce tabaka kromatografisinde deneysel teknik:

A) Örnek uygulama. Analiz edilen sıvı numunesi, bir kılcal, mikro şırınga, mikropipet kullanılarak, sorbent katmanına dikkatlice dokunarak başlangıç ​​​​çizgisine uygulanır (başlangıç ​​​​çizgisindeki noktanın çapı genellikle bir ila birkaç milimetre arasındadır). Başlangıç ​​çizgisine birden fazla numune uygulanıyorsa başlangıç ​​çizgisi üzerindeki numune noktaları arasındaki mesafe 2 cm'den az olmamalıdır, mümkünse konsantre solüsyonlar kullanın. Lekeler havada kurutulur ve ardından kromatografi gerçekleştirilir.

B) Kromatogramın geliştirilmesi (kromatografi).İşlem, PF olarak kullanılan solventin buharlarıyla doyurulmuş kapalı kromatografik odalarda, örneğin kapakla kapatılmış bir cam kapta gerçekleştirilir.

PF'nin hareket yönüne bağlı olarak ayırt edilirler artan azalan Ve yatay kromatografi.

Artan kromatografi versiyonunda, yalnızca sorbent tabakasının bağlı olduğu plakalar kullanılır. PF bölmenin tabanına dökülür (ikincisi olarak cam kapaklı uygun boyutta bir cam beher kullanılabilir), kromatografik plaka bölmenin içine dikey veya eğik olarak yerleştirilir, böylece PF katmanı kabın alt kısmında bulunur. bölmesi plakanın alt kısmını ıslatır (başlangıç ​​çizgisinin ~1,5 - 2 cm altı). PF, kılcal kuvvetlerin aşağıdan yukarıya (yer çekimine karşı) hareketi nedeniyle nispeten yavaş hareket eder.

Azalan kromatografi varyantında yalnızca sabit tabakalı plakalar da kullanılır. PF yukarıdan beslenir ve plakanın emici tabakası boyunca aşağı doğru hareket eder. Yerçekimi PF'nin hareketini hızlandırır. Bu seçenek, PF ile yavaş hareket eden bileşenleri içeren karışımlar analiz edilirken uygulanır.

Yatay kromatografinin bir versiyonunda plaka yatay olarak yerleştirilir. Dikdörtgen veya yuvarlak tabaklar kullanabilirsiniz. Yuvarlak plakalar kullanıldığında (yatay kromatografinin dairesel versiyonu), başlangıç ​​çizgisi, üzerine numunelerin uygulandığı uygun yarıçaplı (~1.5-2 cm) bir daire olarak belirlenir. Yuvarlak plakanın ortasında, PF'yi sağlamak için içine bir fitilin yerleştirildiği bir delik açılır. İkincisi, emici tabaka boyunca dairenin merkezinden çevresine doğru hareket eder. Kromatografi kapalı bir odada - bir kurutucuda veya bir Petri kabında gerçekleştirilir. Dairesel seçeneğiyle birkaç düzineye kadar numune aynı anda analiz edilebilir.

TLC yöntemleri, tek boyutlu, iki boyutlu, çoklu (tekrarlanan), adımlı kromatografiyi kullanır.

Tek kromatografi ile PF'nin hareket yönü değiştirilmeden analiz gerçekleştirilir. Bu yöntem en yaygın olanıdır.

İki boyutlu kromatografi genellikle karmaşık karışımların (proteinler, amino asitler vb.) analizi için kullanılır. İlk olarak, ilk PF 1 kullanılarak karışımın ön ayrımı gerçekleştirilir. Kromatogram, tek tek maddelerden değil, birkaç ayrılmamış bileşenin karışımlarından oluşan noktalar üretir. Daha sonra bu noktalar arasından yeni bir başlangıç ​​çizgisi çizilir, plaka 90° döndürülür ve yeniden kromatografiye tabi tutulur, ancak ikinci bir PF 2 ile karışım noktalarını son olarak ayrı bileşenlerin noktalarına ayırmaya çalışır.

Plaka kare ise, numune bu karenin köşegenine alt köşesine yakın bir yere uygulanır. Bazen iki boyutlu kromatografi aynı PF ile kare bir plaka üzerinde gerçekleştirilir.

İki boyutlu kromatografinin prensibini gösteren diyagram:

a - PF1 ile elde edilen kromatogram;

b - PF2 ile elde edilen kromatogram

Çoklu (tekrarlanan) kromatografide, karışım bileşenlerinin noktalarının istenen ayrımı elde edilene kadar (genellikle üç kereden fazla olmamak kaydıyla), işlem aynı PF ile (her seferinde bir sonraki kurutmadan sonra) birkaç kez ardı ardına gerçekleştirilir.

Kademeli kromatografi durumunda işlem, noktaların net bir şekilde ayrılması elde edilene kadar her seferinde yeni bir PF kullanılarak aynı plaka ile sırayla gerçekleştirilir.

V) Kromatogramların yorumlanması. Kromatogramdaki noktalar renkliyse plakaları kuruttuktan sonra başlangıç ​​çizgisinden her noktanın merkezine kadar olan mesafeyi belirleyin ve hareketlilik katsayılarını hesaplayın. Analiz edilen numune, renksiz maddeler veren renksiz maddeler içeriyorsa; Kromatogramda görsel olarak tanımlanamayan noktalar varsa, tespit etme bu noktalar, neden kromatogramlar belirgin.

En yaygın tespit yöntemleri aşağıda açıklanmıştır.

Ultraviyole ışıkla ışınlama. Floresan bileşikleri (plaka UV ışığına maruz bırakıldığında lekeler parlıyor) veya floresan olmayan maddeleri tespit etmek için kullanılır, ancak floresan göstergeli bir sorbent kullanılır (emici madde parlar, noktalar parlamaz). Bu sayede örneğin alkaloidler, antibiyotikler, vitaminler ve diğer tıbbi maddeler tespit edilir.

Isı tedavisi. Kromatografiden sonra kurutulan plaka, sorbent katmanının kararmasını önleyerek (örneğin, ince bir sorbent katmanı nişasta içerdiğinde) dikkatli bir şekilde ısıtılır (~200 °C'ye kadar). Bu durumda lekeler genellikle kahverengi bölgeler şeklinde görünür (organik bileşenlerin kısmi termolizi nedeniyle).

Kimyasal tedavi.Çoğunlukla kromatogramlar, karışımların ayrılmış bileşenleriyle renkli bileşikler oluşturan reaktiflerle işlenerek geliştirilir. Bu amaçlar için çeşitli reaktifler kullanılır: iyot buharları, amonyak, brom, kükürt dioksit, hidrojen sülfür, plakaların işlendiği özel hazırlanmış çözeltiler. Hem evrensel hem de seçici reaktifler kullanılır (“evrensel” kavramı oldukça keyfidir).

Üniversal reaktifler, örneğin konsantre sülfürik asit (ısıtıldığında, organik bileşiklerin lekelerinin koyulaşması gözlenir), asidik sulu bir potasyum permanganat çözeltisi (bölgeler, mor arka plan üzerinde kahverengi lekeler şeklinde gözlenir) olarak hizmet edebilir. sorbent), ısıtıldığında fosfomolibdik asit çözeltisi (sarı arka planda mavi noktalar görünür) vb.

Seçici olanlar olarak örneğin Dragendorff reaktifi kullanılır; Zimmerman reaktifi; bakır sülfatın sulu amonyak çözeltisi (%10 CuS04, %2 amonyak); ninhidrin C9H403H20'nun etanol ve asetik asit ile karışımı.

Dragendorff reaktifi, bazik bizmut nitrat BiONO 3, potasyum iyodür KJ ve asetik asitin su içindeki bir çözeltisidir. Aminlerin, alkaloitlerin, steroidlerin tayini için kullanılır.

Zimmermann reaktifi, %2'lik bir etanol dinitrobenzen çözeltisinin bir KOH alkali çözeltisi ile işlenmesi ve ardından karışımın ~70-100 °C'de ısıtılması yoluyla hazırlanır. Steroidleri tespit etmek için kullanılır.

Ninhidrin aminlerin, amino asitlerin, proteinlerin ve diğer bileşiklerin lekelerini tespit etmek için kullanılır.

Diğer bazı nokta tespit yöntemleri de kullanılmaktadır. Örneğin, ayrılmış bileşenlerin bazılarının radyoaktif olması veya karışımın ayrılmış bileşenlerine dahil edilen elementlerin radyoaktif izotoplarının özel ilavelerinin eklenmesi durumunda radyoaktiviteleri ölçülür.

Kromatogramda noktalar tespit edildikten sonra bunlar tanımlanır; belirli bir noktaya hangi bileşiğin karşılık geldiğini belirleyin. Bu amaçla en çok “tanıkların” referans noktaları kullanılır. Bazen noktalar, belirli koşullar için bilinen Rf değerleriyle karşılaştırılarak, hareketlilik katsayıları Rf'nin büyüklüğü ile tanımlanır. Ancak Rf değerine dayalı bu tür bir tanımlama genellikle ön hazırlık niteliğindedir.

Farklı bileşikler farklı dalga boylarında (farklı renkler) floresans yaydığından, floresan noktaların rengi tanımlama amacıyla da kullanılır.

Lekelerin kimyasal tespitinde seçici reaktifler, aynı zamanda tanımlama amacıyla da kullanılan belirli bir yapıya sahip bileşiklerle renkli noktalar üretir.

TLC yöntemini kullanarak karışımlardaki bileşenlerin içeriğini yalnızca keşfetmek değil, aynı zamanda ölçmek de mümkündür. Bunu yapmak için, ya lekelerin kendileri kromatogram üzerinde analiz edilir ya da ayrılmış bileşenler kromatogramdan şu ya da bu şekilde çıkarılır (ekstraksiyon, uygun çözücülerle elüsyon).

Noktaları analiz ederken, alanları ölçerek bir kalibrasyon grafiği oluşturarak nokta alanı ile belirli bir maddenin içeriği arasında (örneğin, orantılı veya doğrusal bir ilişkinin varlığı) belirli bir ilişkinin olduğu varsayılır. "tanık" noktalarının sayısı - analiz edilen bileşenin bilinen içeriğine sahip standartlar.

Bazen bir noktanın renk yoğunluğunun belirli bir renkli bileşenin miktarıyla orantılı olduğu varsayılarak noktaların renk yoğunluğu karşılaştırılır. Renk yoğunluğunu ölçmek için çeşitli teknikler kullanılır.

Ayrılan bileşenler kromatogramdan çıkarıldığında bu bileşeni içeren bir çözelti elde edilir. İkincisi daha sonra bir veya başka bir analitik yöntemle belirlenir.

Bir maddenin TLC ile niceliksel olarak belirlenmesindeki bağıl hata %5-10'dur.

TLC bir farmakope yöntemidir ve çeşitli ilaçların analizi ve kalite kontrolünde yaygın olarak kullanılır.

5. GAZ KROMATOGRAFİSİ

Gaz kromatografisinde (GC), hareketli faz olarak taşıyıcı gaz olarak adlandırılan inert bir gaz (azot, helyum, hidrojen) kullanılır. Numune buhar formunda sağlanır; sabit faz ya katı bir maddedir - bir sorbent (gaz adsorpsiyon kromatografisi) ya da katı bir taşıyıcıya ince bir tabaka halinde uygulanan yüksek kaynama noktalı bir sıvıdır (gaz-sıvı kromatografisi). Gaz-sıvı kromatografisi (GLC) seçeneğini ele alalım. Taşıyıcı olarak bir tür hidratlı silika jeli olan Kieselguhr (diatomit) kullanılır; genellikle Si-OH gruplarını Si-O-Si(CH3)3 gruplarına dönüştüren reaktiflerle işlenir, bu da taşıyıcının eylemsizliğini artırır solventlerle ilgili olarak. Bunlar örneğin “kromosorb W” ve “gazokrom Q” taşıyıcılarıdır. Ayrıca cam mikro boncuklar, Teflon ve diğer malzemeler kullanılmaktadır.

5.1 Gazo- adsorpsiyon kromatografisi

Gaz adsorpsiyon kromatografisi (GAC) yönteminin özelliği, sabit faz olarak yüksek spesifik yüzey alanına (10-1000 m 2 g -1) sahip adsorbanların kullanılması ve maddelerin sabit ve hareketli fazlar arasındaki dağılımının belirlenmesidir. adsorpsiyon prosesi ile. Moleküllerin gaz fazından adsorpsiyonu, yani. katı ve gaz fazları arasındaki arayüzde yoğunlaşan, elektrostatik nitelikteki moleküller arası etkileşimler (dağılım, yönelim, indüksiyon) nedeniyle oluşur. Hidrojen bağının oluşması mümkündür ve bu tür etkileşimlerin tutulan hacimlere katkısı artan sıcaklıkla önemli ölçüde azalır.

Analitik uygulama için, sabit bir sıcaklıkta Cs yüzeyinde adsorbe edilen madde miktarının, bu maddenin Cm gaz fazındaki konsantrasyonuyla orantılı olması önemlidir:

C S = teşekkürler M (1)

onlar. böylece dağılım doğrusal adsorpsiyon izotermine uygun olarak gerçekleşir (İle -- devamlı). Bu durumda her bir bileşen, konsantrasyonundan bağımsız olarak kolon boyunca sabit bir hızla hareket eder. Maddelerin ayrılması, hareket hızlarının farklı olmasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, GAZ'da, belirli bir sıcaklıkta seçiciliği (ayırma) belirleyen yüzeyin alanı ve doğası olan bir adsorbanın seçimi son derece önemlidir.

Sıcaklık arttıkça adsorpsiyon ısısı azalır DH/T elde tutmanın neye bağlı olduğu ve buna göre T R . Bu analiz uygulamasında kullanılır. Sabit bir sıcaklıkta uçuculuk açısından büyük farklılık gösteren bileşikler ayrılırsa, düşük kaynama noktalı maddeler hızlı bir şekilde elüsyona uğrar, yüksek kaynama noktalı olanlar daha uzun bir alıkonma süresine sahip olur, kromatogramdaki tepe noktaları daha düşük ve daha geniş olur ve analiz çok zaman alır. . Kromatografi işlemi sırasında kolonun sıcaklığı sabit bir oranda artırılırsa (sıcaklık programlama), o zaman kromatogramda benzer genişlikteki tepe noktaları eşit şekilde yerleştirilecektir.

Aktif karbonlar, silika jeller, gözenekli cam ve alüminyum oksit esas olarak GAS için adsorban olarak kullanılır. Aktif adsorbanların yüzeyinin heterojenliği, GAC yönteminin ana dezavantajlarından ve güçlü bir şekilde adsorbe edilmiş polar moleküllerin belirlenmesinin imkansızlığından sorumludur. Ancak yüksek polariteye sahip maddelerin karışımları geometrik ve kimyasal olarak homojen makro gözenekli adsorbanlar üzerinde analiz edilebilir. Son yıllarda, gözenekli polimerler, makro gözenekli silika jelleri (Silokrom, Porasil, Sferosil), gözenekli camlar ve zeolitler gibi az çok düzgün yüzeye sahip adsorbanlar üretildi.

Gaz adsorpsiyon kromatografisi yöntemi en yaygın olarak aktif fonksiyonel gruplar içermeyen gaz karışımlarının ve düşük kaynama noktalı hidrokarbonların analizi için kullanılır. Bu tür moleküllerin adsorpsiyon izotermleri doğrusala yakındır. Örneğin killi olanlar O2, N2, CO, CH4, CO2'yi ayırmak için başarıyla kullanılır. Kolon sıcaklığı, yüksek kaynama noktalı gazların tR'sini azaltarak analiz süresini kısaltacak şekilde programlanmıştır. Moleküler eleklerde - tüm gözenekleri yaklaşık olarak aynı boyuta (0,4-1,5 nm) sahip olan, oldukça gözenekli doğal veya sentetik kristal malzemeler - hidrojen izotopları ayrılabilir. Porapaks adı verilen sorbentler metal hidritlerin (Ge, As, Sn, Sb) ayrılmasında kullanılır. Gözenekli polimer sorbentlere veya karbon moleküler eleklere sahip kolonlardaki GAS yöntemi, inorganik ve organik malzemelerde, örneğin solventlerde suyu belirlemenin en hızlı ve en uygun yoludur.

5.2 Gazo- sıvı kromatografisi

Analitik uygulamada gaz-sıvı kromatografisi (GLC) yöntemi daha sık kullanılır. Bunun nedeni, belirli bir analiz için seçici bir fazın seçimini kolaylaştıran sıvı sabit fazların aşırı çeşitliliği, büyük numunelerle çalışmaya izin veren daha geniş bir konsantrasyon aralığında dağılım izoterminin doğrusallığı ve elde edilme kolaylığıdır. tekrarlanabilir sütun performansı.

Bileşenlerin taşıyıcı ile sabit sıvı faz arasındaki dağılım mekanizması, bunların sıvı fazda çözünmesine dayanmaktadır. Seçicilik iki faktöre bağlıdır: analitin buhar basıncı ve sıvı fazdaki aktivite katsayısı. Raoult yasasına göre, bir maddenin çözünmesi sırasında çözeltinin üzerindeki buhar basıncı P Ben aktivite katsayısı g mol kesri ile doğru orantılıdır N Ben saf bir maddenin çözeltisi ve buhar basıncında R° Ben belirli bir sıcaklıkta:

p ben = N i Р° I (2)

Denge buhar fazındaki i-inci bileşenin konsantrasyonu kısmi basıncıyla belirlendiğinden, şunu varsayabiliriz:

P i ~ c m ve N i ~ c s o zaman

ve seçicilik katsayısı:

Bu nedenle, bir maddenin kaynama noktası ne kadar düşükse (P 0 i ne kadar yüksekse), kromatografik kolonda o kadar zayıf tutulur.

Maddelerin kaynama noktaları aynıysa, onları ayırmak için sabit sıvı fazla etkileşimdeki farklılıklar kullanılır: etkileşim ne kadar güçlü olursa, aktivite katsayısı o kadar düşük ve tutma o kadar büyük olur.

Sabit sıvı fazlar . Kolon seçiciliğini sağlamak için doğru sabit sıvı fazının seçilmesi önemlidir. Bu faz, karışımın bileşenleri için iyi bir çözücü olmalı (çözünürlük düşükse bileşenler kolondan çok hızlı ayrılır), uçucu olmamalıdır (kolonun çalışma sıcaklığında buharlaşmaması için), kimyasal olarak inert olmalıdır. düşük viskoziteye sahip olmalıdır (aksi takdirde difüzyon süreci yavaşlar) ve taşıyıcıya uygulandığında ona sıkı bir şekilde bağlanan tekdüze bir film oluşturur. Belirli bir numunenin bileşenlerini sabit fazın ayırma yeteneği maksimum olmalıdır.

Üç tür sıvı faz vardır: polar olmayan (doymuş hidrokarbonlar vb.), orta derecede polar (esterler, nitriller vb.) ve polar (poliglikoller, hidroksilaminler vb.).

Sabit sıvı fazın özelliklerini ve ayrılan maddelerin doğasını (örneğin, sınıf, yapı) bilerek, belirli bir karışımı ayırmak için uygun olan seçici bir sıvı fazı hızlı bir şekilde seçmek mümkündür. Analiz edilen numunenin sabit fazının ve maddesinin polaritelerinin yakın olması durumunda bileşenlerin alıkonma süresinin analiz için kabul edilebilir olacağı dikkate alınmalıdır. Benzer polariteye sahip çözünen maddeler için elüsyon sırası genellikle kaynama noktalarıyla ilişkilidir ve sıcaklık farkı yeterince büyükse tam ayırma mümkündür. Farklı polariteye sahip, yakın kaynama noktalı maddeleri ayırmak için, dipol-dipol etkileşimi nedeniyle bir veya daha fazla bileşeni seçici olarak tutan sabit bir faz kullanılır. Sıvı fazın polaritesi arttıkça polar bileşiklerin alıkonma süresi artar.

Sıvı fazın katı bir taşıyıcıya eşit şekilde uygulanması için eter gibi oldukça uçucu bir solvent ile karıştırılır. Bu çözeltiye katı bir taşıyıcı eklenir. Karışım ısıtılır, solvent buharlaşır ve sıvı faz taşıyıcı üzerinde kalır. Bu şekilde biriktirilen sabit sıvı fazlı kuru taşıyıcı, boşluk oluşumunun önlenmesine çalışılarak kolonun içine doldurulur. Düzgün paketlemeyi sağlamak için sütundan bir gaz akışı geçirilir ve aynı zamanda paketlemeyi sıkıştırmak için sütuna dokunulur. Daha sonra sütun, dedektöre bağlanmadan önce kullanılması amaçlanan sıcaklığın 50°C üzerindeki bir sıcaklığa ısıtılır. Bu durumda sıvı fazda kayıplar olabilir ancak kolon kararlı bir çalışma moduna girer.

Sabit sıvı fazların taşıyıcıları. Sabit sıvı fazı homojen bir ince film formunda dağıtmak için katı taşıyıcılar, orta düzeyde spesifik yüzey alanına (20 m2/g) sahip, mekanik olarak güçlü, küçük ve tek biçimli parçacık boyutuna sahip olmalı ve aynı zamanda yüzeyde adsorpsiyona izin verecek kadar inert olmalıdır. katı gaz arayüzü aşamalar minimum düzeydeydi. En düşük adsorpsiyon, silanize kromosorb, cam granüller ve floropaktan (florokarbon polimer) yapılan taşıyıcılarda gözlenir. Ayrıca katı taşıyıcılar artan sıcaklığa tepki vermemeli ve sıvı faz tarafından kolayca ıslanmalıdır. Şelatların gaz kromatografisinde, silanize beyaz diatomit taşıyıcılar - diatomit silika veya kieselguhr - çoğunlukla katı bir taşıyıcı olarak kullanılır. Diatomit mikroamorf, su içeren bir silikon dioksittir. Bu tür taşıyıcılar arasında kromosorb W, gazokrom Q, kromaton N vb. yer alır. Ayrıca cam boncuklar ve Teflon kullanılır.

Kimyasal olarak bağlı fazlar. Çoğunlukla sıvı faza kovalent olarak bağlanan modifiye taşıyıcılar kullanılır. Bu durumda kolonun en yüksek sıcaklıklarında bile sabit sıvı fazı yüzeyde daha sıkı tutulur. Örneğin bir diatomit desteği, belirli bir polariteye sahip uzun zincirli bir ikame ediciye sahip klorosilan ile işleme tabi tutulur. Kimyasal olarak bağlı bir sabit faz daha etkilidir.

6. DAĞITIM KROMATOGRAFİSİ. KAĞIT KROMATOGRAFİSİ (KAĞIT ÜZERİNE KROMATOGRAFİ)

Bölünme kromatografisi, birbiriyle temas eden, karışmayan iki sıvı fazda dağıtılan maddenin çözünürlüklerindeki farklılıkların kullanılmasına dayanır. Her iki faz da (PF ve NF) sıvı fazdır. Sıvı PF, sıvı NP boyunca hareket ettiğinde, kromatografiye tabi tutulan maddeler her iki sıvı faz arasında sürekli olarak yeniden dağıtılır.

Bölme kromatografisi şunları içerir: kağıt kromatografi (veya kağıt kromatografisi) her zamanki varyantlarında. Bu yöntemde, TLC için kullanılan ince bir sorbent tabakasına sahip plakalar yerine, özel kromatografik kağıt kullanılır; bunun üzerine sıvı PF, kromatografi sırasında solventin başlangıç ​​​​çizgisinden bitiş çizgisine kadar emprenye edilerek hareket eder.

Ayırt etmek normal faz ve ters faz kağıt kromatografisi.

Seçenek olarak normal faz kağıt kromatografi sıvısı NF, lifler üzerinde ince bir tabaka halinde su emilir ve gözeneklerde bulunur hidrofilik kağıt (ağırlıkça% 25'e kadar). Bu bağlı su, yapı ve fiziksel durum bakımından sıradan sıvı sudan çok farklıdır. Ayrılmış karışımların bileşenleri içinde çözülür.

Kağıt boyunca hareket eden PF'nin rolü başka bir sıvı faz, örneğin asit ve su ilaveli organik bir sıvı tarafından oynanır. Kromatografiden önce, sıvı organik PF suya doyurulur, böylece PF, hidrofilik kromatografi kağıdının lifleri üzerinde emilen suyu çözmez.

Kromatografik kağıt endüstri tarafından üretilmektedir. Bir dizi gerekliliği karşılaması gerekir: yüksek kaliteli lifli pamuk çeşitlerinden hazırlanmalı, yoğunluk ve kalınlık bakımından tekdüze olmalı, lif oryantasyonu yönünde olmalı, kimyasal olarak saf ve NF ve ayrılmış bileşenlere göre inert olmalıdır.

Normal faz versiyonunda, çeşitli çözücülerden oluşan sıvı karışımlar çoğunlukla PF'ler olarak kullanılır. Böyle bir PF'nin klasik bir örneği, 1:4:5 hacim oranında asetik asit, n-bütanol ve su karışımıdır. Etil asetat, kloroform, benzen vb. gibi çözücüler de kullanılır.

Seçenek olarak Ters evre Kağıt kromatografisinde sıvı NP organik bir çözücü iken sıvı PF'nin rolü su, sulu veya alkol çözeltileri veya asit ve alkol karışımlarıdır. İşlem kullanılarak gerçekleştirilir hidrofobik kromatografi kağıdı. Kağıdın naftalin, silikon yağları, parafin vb. ile işlenmesi (emprenye edilmesi) yoluyla elde edilir. Polar olmayan ve düşük polariteli organik çözücüler, hidrofobik kağıdın lifleri üzerinde emilir ve gözeneklerine nüfuz ederek ince bir sıvı NF tabakası oluşturur. Su bu tür kağıtlara tutunmaz ve ıslatmaz.

Kağıt kromatografi tekniği genel olarak TLC yöntemiyle aynıdır. Tipik olarak, ayrılacak maddelerin bir karışımını içeren, analiz edilen çözeltinin bir kabı başlangıç ​​çizgisi üzerindeki bir kromatografik kağıt şeridine uygulanır. Çözücü buharlaştıktan sonra, başlangıç ​​çizgisinin altındaki kağıt, kağıt dikey olarak yerleştirilerek (asılarak) PF'ye daldırılır. Bölmeyi bir kapakla kapatın ve PF, kağıt üzerinde işaretlenen solvent ön çizgisine ulaşana kadar kromatografi yapın. Bundan sonra işleme ara verilir, kağıt havada kurutulur ve lekeler tespit edilerek karışımın bileşenleri belirlenir.

TLC yöntemi gibi kağıt kromatografisi hem niteliksel hem de niceliksel analizde kullanılır.

Bir karışımın bir veya başka bileşeninin içeriğini ölçmek için çeşitli yöntemler kullanılır:

1) noktadaki madde miktarı ile nokta alanı arasında belirli bir ilişkinin (orantılı, doğrusal) varlığından yola çıkarlar (genellikle ilk önce bir kalibrasyon grafiği oluşturulur);

2) kesilen noktayı madde ve aynı alandaki temiz kağıtla tartın ve ardından farka göre belirlenen maddenin kütlesini bulun;

3) Leke renginin yoğunluğu ile içinde lekeye renk veren belirlenen bileşenin içeriği arasındaki ilişkiyi dikkate alın.

Bazı durumlarda lekelerin içerdiği maddeler bir miktar solvent ile ekstrakte edilir ve daha sonra ekstrakt analiz edilir.

Kağıt kromatografisi, hem inorganik hem de organik maddeler içeren karışımları ayırmak için kullanılan farmakope yöntemidir. Yöntem erişilebilir ve uygulanması basittir, ancak genel olarak ince bir sorbent tabakası kullanan daha modern TLC yönteminden daha düşüktür.

7. SEDIMENTER KROMATOGRAFİ

Sedimanter kromatografi yöntemi öncelikle karışımlarda bulunan inorganik iyonların ayrılması ve tanımlanması için kullanılır.

Yöntemin özü. Sedimanter kromatografi, bir karışımın ayrılmış bileşenlerinin NF'ye dahil edilen bir çökeltme reaktifi ile çökeltilmesinin kimyasal reaksiyonlarının kullanılmasına dayanır. Ayırma, mobil faz tarafından farklı hızlarda aktarılan ortaya çıkan bileşiklerin eşit olmayan çözünürlüğü nedeniyle gerçekleştirilir: PF'den daha az çözünen maddeler, daha çözünür olanlara göre daha yavaş aktarılır.

Yöntemin uygulanması, analiz edilen sulu çözeltide aynı anda bulunan halojenür iyonlarının ayrılması örneğiyle açıklanabilir: klorür iyonları Cl -, bromür iyonları Br - ve iyodür iyonları I -. Bunu yapmak için, sorbent ile doldurulmuş bir kromatografik sütun (altta bir musluk bulunan bir cam tüp) kullanın. İkincisi, bir gümüş nitrat AgN03 çözeltisi ile emprenye edilmiş bir taşıyıcı - alüminyum oksit Al203 veya silikon Si02'den oluşur (gümüş nitrat içeriği, sorbent taşıyıcının kütlesinin ağırlıkça yaklaşık% 10'udur).

Ayrılmış anyonların bir karışımını içeren sulu bir çözelti, bir kromatografik kolondan geçirilir. Bu anyonlar gümüş katyonları Ag + ile etkileşime girerek zayıf çözünen gümüş halojenür çökeltileri oluşturur:

Ag + + I - > AgIv (sarı)

Ag + + Br - > AgBrv (krem)

Ag + + Cl - > AgClv (beyaz)

Gümüş halojenürlerin sudaki çözünürlüğü aşağıdaki sırayla artar:

Agl (K° = 8,3*10 -17)< АgВг (К° = 5,3*10 -13) < AgCl (K°= 1,78*10 -10),

çözünürlük ürünlerinin oda sıcaklığındaki değerleri parantez içinde verilmiştir. Bu nedenle, önce sarı bir gümüş iyodür çökeltisi oluşacak ve en az çözünen olarak kromatogramda sarı (üst) bir bölge gözlenecektir. Daha sonra krem ​​renginde gümüş bromür çökeltisinden oluşan bir bölge (ara bölge) oluşur. Son olarak, beyaz bir gümüş klorür çökeltisi oluşur - ince metalik gümüşün salınmasıyla gümüş klorürün fotokimyasal ayrışması nedeniyle ışıkta koyulaşan alt beyaz bölge.

Sonuç, birincil çökelti kromatogramıdır.

Bölgelerin daha net bir şekilde ayrılması için, birincil kromatogram elde edildikten sonra, çökelme bölgelerinin net bir şekilde ayrıldığı ikincil bir sediman kromatogramı elde edilene kadar kolondan saf bir solvent geçirilir.

Açıklanan örnekte çökeltici NF'nin bir parçasıydı ve ayrılan iyonların bir karışımını içeren bir çözelti kolondan geçirildi. Aksine, çökeltici çözeltiyi, kromatografisi yapılan iyonların bulunduğu NF'deki bir kolondan geçirmek mümkündür. Ancak bu durumda karışık bölgeler oluşur.

Sediman kromatografisi kullanılarak kromatografik bir kolonda Cl-, Br- ve I- iyonlarının ayrılma şeması.

7.1 Sediman kromatografi yöntemlerinin deneysel tekniğe göre sınıflandırılması

genelde ayırt ediyorum sütunlu kromatografik kolonlarda gerçekleştirilen çökelti kromatografisi ve düzlemsel kağıt üzerinde veya ince bir sorbent tabakasında uygulanan çökelti kromatografisi.

Eylemsiz taşıyıcıların bir çökeltici ile karışımları, sedimanter kromatografide sorbent olarak kullanılır; çökelticileri iyon (iyon değişim reçineleri) veya molekül (aktif karbon) formunda tutan emiciler; çökeltici solüsyona batırılmış kağıt.

En sık seçilen taşıyıcılar silika jel, nişasta, alüminyum oksitler, kalsiyum oksitler, baryum sülfat, iyon değiştirme reçineleri vb.'dir. Taşıyıcı, parçacık boyutları yaklaşık 0,02-0,10 mm olan, ince bir şekilde dağılmış halde kullanılır.

Çökeltici olarak kullanılan reaktifler, kromatografıye tabi tutulmuş iyonlarla az çözünür çökeltiler oluşturanlardır; örneğin, sodyum iyodür NaI, sodyum sülfit Na2S, gümüş sülfat Ag2S04, potasyum ferrosiyanür K4, oksikinolin, piridin, vb.

Tipik olarak, sütun çökelti kromatografisi yöntemini kullanırken, saf bir çözücünün bir sütundan geçirilmesinden sonra, her biri yalnızca bir bileşen içeren açıkça ayrılmış bölgeler elde edilir (çökeltilerin çözünürlüklerinin en az üç kez farklı olması durumunda) . Yöntem, sonuçların iyi tekrarlanabilirliği ile karakterize edilir.

Renksiz çökelti bölgelerinin oluşması durumunda, kromatogram ya çökeltilerle renkli reaksiyon ürünleri üreten bir geliştirici çözeltisinin kolondan geçirilmesiyle ya da geliştiricinin PF veya NF'ye hemen eklenmesiyle geliştirilir.

7.2 Sedimanter kağıt kromatografisi

Cu2+ bakır katyonlarının bir karışımını içeren sulu bir çözeltinin analiz edilmesi örneğini kullanarak bu yöntemin özünü ele alalım. demir Fe 3+ ve alüminyum Al 3+.

Analiz edilen sulu çözelti, bir çökeltici - potasyum ferrosiyanür K4 çözeltisi ile emprenye edilmiş bir kağıt yaprağının merkezine bir kılcal ile uygulanır. Bakır iyonları Cu 2+ ve demir Fe 2+, ferrosiyanür iyonlarıyla etkileşime girerek az çözünen çökeltiler oluşturur:

2Cu 2+ + 4- > Cu 2 (kahverengi)

4Fe 3+ + 3 4- >Fe4 (mavi)

Bakır(II) ferrosiyanür, demir(III) ferrosiyanürden daha az çözünür olduğundan, önce bir bakır(II) ferrosiyanür çökeltisi oluşur ve merkezi bir kahverengi bölge oluşur. Daha sonra mavi bölgeyi veren mavi bir demir (III) ferrosiyanür çökeltisi oluşur. Alüminyum iyonları çevreye doğru hareket ederek renkli alüminyum ferrosiyanür oluşturmadıklarından renksiz bir bölge oluşturur.

Cu2+, Fe3+ ve Al3+'nın çökelti kromatografisi ile ayrılmasına yönelik şema.

Bu şekilde çökelme bölgelerinin kısmen üst üste geldiği bir birincil kromatogram elde edilir.

Daha sonra ikincil bir kromatogram elde edilir. Bunu yapmak için, birincil kromatogramın merkezine bir kılcal ile uygun bir çözücü (bu durumda sulu bir amonyak çözeltisi) uygulanır. Çözücü kendiliğinden kağıdın merkezinden çevreye doğru hareket eder ve farklı hızlarda hareket eden çökeltileri de beraberinde taşır: daha fazla çözünür demir ferrosiyanür çökeltisinin bölgesi, daha az çözünür bakır ferrosiyanür çökeltisinin bölgesinden daha hızlı hareket eder. Bu aşamada bölgelerin hareket hızlarındaki farklılıktan dolayı daha net bir şekilde ayrılırlar.

Renksiz bir çevresel bölge oluşturan alüminyum iyonlarını keşfetmek için, alüminyum iyonlarıyla pembe reaksiyon ürünleri oluşturan organik bir reaktif olan alizarin çözeltisi (bir sprey şişesinden) püskürtülerek ikincil bir kromatogram geliştirilir. Dış pembe halkayı alın.

8. İYON DEĞİŞİM KROMATOGRAFİSİ

İyon değiştirme kromatografisinde, karışım bileşenlerinin ayrılması, iyonlaştırıcı maddelerin sorbentin iyonik grupları ile tersinir etkileşimi yoluyla elde edilir. Sorbentin elektriksel nötrlüğünün korunması, yüzeye yakın konumlanmış iyon değişimi yapabilen karşıt iyonların varlığıyla sağlanır. Uygulanan numunenin iyonu, sorbentin sabit yüküyle etkileşime girerek karşı iyonla yer değiştirir. Sabit yükler için farklı afinitelere sahip maddeler anyon değiştiricilere veya katyon değiştiricilere ayrılır. Anyon değiştiricilerin yüzeyinde pozitif yüklü gruplar bulunur ve hareketli fazdaki anyonları emerler. Katyon değiştiriciler buna göre katyonlarla etkileşime giren negatif yüklü gruplar içerir.

Asit tuzlarının, bazların ve sıvı amonyak gibi çözücülerin sulu çözeltileri mobil faz olarak kullanılır; Dielektrik sabiti yüksek ve bileşikleri iyonize etme eğilimi daha yüksek olan solvent sistemleri. Genellikle pH değerini ayarlamanıza izin veren tampon çözeltilerle çalışırlar.

Kromatografik ayırma sırasında, analit iyonları elüsyon maddesinde bulunan iyonlarla rekabet eder ve sorbentin zıt yüklü grupları ile etkileşime girme eğilimi gösterir. İyon değiştirme kromatografisinin, bir şekilde iyonize olabilen herhangi bir bileşiği ayırmak için kullanılabileceği anlaşılmaktadır. Borat iyonlarıyla kompleks halindeki nötr şeker moleküllerini bile analiz etmek mümkündür.

İyon değiştirme kromatografisi, türevlere dönüştürülmeden GLC ile analiz edilemeyen yüksek polariteli maddelerin ayrılması için vazgeçilmezdir. Bu bileşikler amino asitleri, peptitleri ve şekerleri içerir.

İyon değişim kromatografisi tıpta, biyolojide, biyokimyada, çevresel izlemede, ilaçların ve bunların kan ve idrardaki metabolitlerinin içeriğinin analizinde, gıda hammaddelerindeki pestisitlerin yanı sıra inorganik bileşiklerin ayrılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. radyoizotoplar, lantanitler, aktinidler vb. dahil. İyon değişim kromatografisi kullanılarak genellikle saatler veya günler süren biyopolimerlerin (proteinler, nükleik asitler vb.) analizi, daha iyi ayırma ile 20-40 dakika içinde gerçekleştirilir. İyon değiştirme kromatografisinin biyolojide kullanılması, numunelerin doğrudan biyolojik ortamda gözlemlenmesini mümkün kılarak, nihai sonucun yanlış yorumlanmasına yol açabilecek yeniden düzenleme veya izomerizasyon olasılığını azaltmıştır. Biyolojik sıvılarda meydana gelen değişiklikleri izlemek için bu yöntemin kullanılması ilginçtir. Silika jel bazlı gözenekli zayıf anyon değiştiricilerin kullanılması, peptitlerin ayrılmasına olanak sağladı. İyon değiştirme mekanizması aşağıdaki denklemler formunda temsil edilebilir:

anyon değişimi için X - + R + Y - - Y - + R + X -

katyon değişimi için X + + R - Y + - Y + + R - X +

İlk durumda, X numunesi iyon değiştiricinin R + iyon merkezleri için mobil faz Y iyonu ile rekabet eder ve ikinci durumda, X + katyon numunesi R için mobil faz Y + iyonları ile rekabet eder. - iyonik merkezler.

Doğal olarak, iyon değiştiriciyle zayıf bir şekilde etkileşime giren örnek iyonlar, bu yarışma sırasında kolon üzerinde zayıf bir şekilde tutulacak ve buradan ilk yıkananlar olacak ve tam tersine, daha güçlü tutulan iyonlar, kolondan son ayrılanlar olacaktır. . Tipik olarak, noniyonik nitelikteki ikincil etkileşimler, numunenin matrisin iyonik olmayan kısmı ile adsorpsiyonu veya hidrojen bağlarından veya numunenin mobil fazdaki sınırlı çözünürlüğünden dolayı meydana gelir.

Belirli maddelerin ayrılması öncelikle en uygun sorbent ve hareketli fazın seçimine bağlıdır. İyon değiştirme kromatografisinde sabit fazlar olarak aşılanmış iyonojenik gruplara sahip iyon değiştirme reçineleri ve silika jelleri kullanılır.

Tane boyutu 10 μm veya daha küçük olan HPLC için polistiren iyon değiştirme reçineleri seçicilik ve stabiliteye sahiptir, ancak ağ yapıları, adsorpsiyon için kullanılan silika jelin gözenek boyutundan önemli ölçüde daha küçük olan 1,5 nm'lik ızgara düğümleri arasındaki mesafe ile karakterize edilir. Kromatografi (10 nm), kütle transferini yavaşlatır ve dolayısıyla verimliliği önemli ölçüde azaltır. HPLC'de kullanılan iyon değiştirme reçineleri esas olarak stiren ve divinilbenzenin kopolimerleridir. Genellikle ikincisinin% 8-12'si eklenir. Divinilbenzen içeriği ne kadar yüksek olursa, polimerin sertliği ve mukavemeti o kadar yüksek olur, kapasite ve kural olarak seçicilik o kadar yüksek olur ve şişme o kadar az olur.

Benzer belgeler

Kromatografi işleminin genel özellikleri. İnce tabaka kromatografisinin fizikokimyasal temelleri, analiz yöntemlerinin sınıflandırılması. Faz durumlarına göre kromatografinin çeşitleri. TLC yöntemini kullanarak gıda ürünlerinin kalite kontrolü, ekipman.

kurs çalışması, 27.12.2009 eklendi


Kromatografi sırasında meydana gelen olaylar. Açıklamaya yönelik iki yaklaşım teorik plaka teorisi ve kinetik teoridir. Gaz, sıvı, kağıt kromatografisi. İyon değiştirme yöntemi. İyon değişim kromatografisinin uygulama durumları. Jel kromatografisi.

özet, 24.01.2009 eklendi


Polimer sorbentlerin kavramı ve yapısı, yaratılış ve gelişim tarihçesi, bölme kromatografisi sürecindeki önemi. Polimer sorbent çeşitleri, boyut dışlama kromatografisinde kullanım olanakları. Sert jellerin kullanımının özellikleri.

özet, 01/07/2010 eklendi


Kromatografinin ortaya çıkışı ve gelişimi. Kromatografik yöntemlerin sınıflandırılması. Katı bir sabit faz üzerinde kromatografi: gaz, sıvı (sıvı adsorpsiyonu). Sıvı sabit faz kromatografisi: gaz-sıvı ve jel kromatografisi.

özet, 05/01/2009 eklendi


Kromatografi yönteminin özü, gelişim tarihi ve çeşitleri. Madde karışımlarının kromatografik ayrılması ve analizi için kromatografinin, cihazların veya tesislerin uygulama alanları. Bir gaz kromatografının şeması, ana sistemleri ve çalışma prensibi.

özet, 25.09.2010 eklendi


Ters gaz kromatografi yönteminin temelleri. Gaz kromatografisi, karmaşık karışımların niteliksel ve niceliksel analizi için evrensel bir yöntem ve bireysel bileşenlerin saf formda elde edilmesi için bir yöntemdir. Ters gaz kromatografisinin uygulanması.

kurs çalışması, eklendi 01/09/2010


İyon çifti kromatografisinin özü ve içeriği, sıvı kromatografide kullanımı ve ilaçların ve metabolitlerinin biyolojik sıvılardan organik faza ekstraksiyonu için ekstraksiyon. İyon çifti kromatografisinin çeşitleri, ayırt edici özellikleri.

özet, 01/07/2010 eklendi


Gaz kromatografisi, günümüzde hızla gelişen, en umut verici fizikokimyasal araştırma yöntemlerinden biridir. Kromatografik yöntemlerin sınıflandırılması. Sürecin çeşitli karakteristik özellikleri. Kromatografi yöntemlerinin özü.

özet, 25.01.2010 eklendi


Karmaşık yabancı maddeleri analiz etme ve ayırma yöntemi olarak yüksek performanslı sıvı kromatografisinin (HPLC) özü. Sorbentler, koordinasyona doymuş şelatlar; Ligand yapısının, ters fazlı kromatografi koşulları altında şelatların davranışı üzerindeki etki modelleri.

özet, 10/11/2011 eklendi


Boyut dışlama kromatografisi yönteminin kavramı ve ana aşamaları, temel özellikleri ve uygulama alanları, çeşitleri ve ayırt edici özellikleri. Boyut dışlama kromatografisi sürecinde kullanılan ekipmanın özellikleri.

Endüstri ve endüstriyel hijyen alanındaki çalışma alanlarının hava kalitesinin izlenmesinde diğer tekniklerin yanı sıra kromatografik teknikler de hakimdir; toksikolojik çalışmaların büyük çoğunluğunun temelini oluştururlar; Doktorlar, gaz kromatografisini kullanarak “hasta bina sendromu” - kötü sağlık ve konut binalarının ve ofis binalarının havasındaki sentetik malzemelerden (halılar, yollar, yollar) salınan çok sayıda zararlı kimyasalın varlığından kaynaklanan bazı hastalıkları inceleyebildiler. paneller, muşamba, döşeme vb.), mastikler, vernikler, kaplamalar ve diğer ev kimyasal ürünleri ile lazer yazıcıların ve gazlı ısıtıcıların çalışması sırasında oluşan gaz emisyonları.[...]

Kromatografik ayırma işlemi, günlük yaşamda karşılaştığımız sorpsiyona dayanmaktadır - maddelerin katı bir yüzey tarafından emilmesi (adsorpsiyon) veya gazların ve sıvıların sıvı çözücüler içinde çözünmesi (absorpsiyon). Adsorpsiyonun en iyi bilinen uygulaması, gaz maskelerindeki havanın temizlenmesidir: gaz maskesi kutusunu dolduran adsorban (aktif karbon), havada bulunan zararlı yabancı maddeleri veya kimyasal maddeleri tutar. Emilim birçok biyolojik sürecin, özellikle de solunum sürecinin karakteristiğidir. Oksijenin akciğerlerdeki kandaki hemoglobin tarafından emilmesi de bir dereceye kadar kromatografik bir işlemdir, çünkü bu, oksijenin solunan havada bulunan diğer gazlardan emilerek ayrılmasını içerir. Ne yazık ki, havadaki zararlı yabancı maddeler de kan tarafından emilir ve bazen geri dönüşü mümkün olmaz.[...]

Emilim sürecini (bir maddenin emici bir tabaka boyunca hareket etmesiyle ortaya çıkan olaylar) doğru bir şekilde açıklayan ilk kişi Rus bilim adamı Mikhail Semenovich Tsvet'ti. Bu olguları kullanarak dikkate değer bir analitik yöntem yarattı, onun geniş olanaklarını gösterdi ve bugüne kadar sadece yöntemi değil, aynı zamanda sürecin kendisini ve onu inceleyen bilimsel disiplini de belirtmek için kullandığımız bir isim verdi.[...]

Ancak farklı maddeler adsorbandan (tebeşir) benzen tarafından farklı şekilde ekstrakte edildiğinden, tüpten farklı hızlarda inerler. Bu nedenle, alçalan orijinal yeşil halka yavaş yavaş genişledi ve birkaç renkli halkaya bölündü. Sonunda bu halkalardan altı tane vardı: üstteki sarıydı, sonra zeytin yeşili, sonra koyu yeşil ve üçü sarıydı.[...]

Tsvet tüpten bir tebeşir tabakasını çıkardı ve her biri kendi renkli halkasını içeren silindirler halinde kesti. Artık adsorbandan alkolle madde çıkarmak ve incelemek mümkün oldu. Sonuç olarak bilim adamı, klorofilin ayrı bir bileşik olmadığını, tebeşir sütununda ayrılan ve zeytin yeşili ve koyu yeşil halkalar veren iki maddenin bir karışımı olduğunu gösterdi. Geriye kalan maddeler ksantofillerdi.[...]

Renk, maddeleri ayırırken elde edilen çok renkli resme kromatogram ve yöntemin kendisine (maddelerin adsorpsiyon eğilimlerine göre ayrılmasına dayanan) kromatografik adsorpsiyon analizi veya kromatografi adı verilir.[...]

1914'ten önce Tsvet, kromatografi üzerine birkaç makale yayınladı, ancak çalışmalarından sonra yöntem geniş çapta geliştirilmedi. Kuhn, Winterstein ve Lederer, Tsvet'in ilk deneylerini ancak 1931'de yeniden ürettiler (karotenin havuçtan, karahindiba yapraklarından ve tavuk yumurtası sarısından ayrılması örneklerini kullanarak). Artık klasikleşmiş olan araştırmaların bu kadar uzun vadede unutulması, büyük ölçüde, genç bilim insanının keşfinin tüm derinliğini anlayamayan o zamanın otoritelerinin olumsuz eleştirilerinden kaynaklanıyordu.[...]

Partisyon kromatografisi yönteminin ve bunun çeşitli varyantlarının geliştirilmesinden dolayı Martin ve Singh, 1952'de Nobel Ödülü'ne layık görüldü. Bu andan itibaren, A. A. Zhukhovitsky ve meslektaşlarının (Rusya) kromotografiyi önerdiği ve A. Martin ve A. James'in yardımıyla gaz-sıvı kromatografisini önerdiği gaz kromatografisinin modern gelişim aşaması (1951-1952) başladı. stearik asit ilavesiyle parafin yağı emdirilmiş diatomit taşıyıcı (Celite-545) içeren bir kolon üzerinde yağ asitleri karışımını ayırmayı başardılar. Böyle bir sorbent, analiz edilen maddeleri, örneğin aktif karbon veya alüminyum oksitten çok daha zayıf bir şekilde emer, böylece James ve Martin, bir gaz akışındaki (nitrojen) uçucu organik asitleri ayırmayı başardılar.[...]

O zamandan beri, gaz kromatografisi, gazlardan yüksek molekül ağırlıklı sıvılara ve metallere kadar son derece geniş bir yelpazedeki maddeleri inceleyebileceğiniz en yaygın analiz yöntemlerinden biri haline geldi.[...]

Kromatografik yöntemlerin sınıflandırılmasına ilişkin bazı terminoloji konularının açıklığa kavuşturulması gerekmektedir. En basit haliyle, "gaz kromatografisi" terimi, kromatografik bir kolondaki bir madde karışımının ayrılmasının, kolondan sürekli olarak geçen bir gaz akışında (taşıyıcı gaz) gerçekleştirildiği bir analiz yöntemini ifade eder. Gaz adsorpsiyonu (bir adsorban üzerinde ayırma - karbon, silika jel veya alüminyum oksit) ve gaz-sıvı (bir sorbent üzerinde ayırma - bir sıvı ile kaplanmış katı bir taşıyıcı - sabit bir sıvı faz) - bunların hepsi gaz kromatografisinin varyantlarıdır.

Kromatografi, bileşenlerin hareketli ve sabit olmak üzere iki faz arasındaki dağılımına dayalı olarak maddelerin ayrılması ve belirlenmesi yöntemidir. Sabit faz, katı gözenekli bir maddedir (genellikle sorbent olarak adlandırılır) veya katı bir madde üzerinde biriken sıvı bir filmdir. Mobil faz, bazen basınç altında, sabit bir fazdan akan bir sıvı veya gazdır. Analiz edilen karışımın bileşenleri (sorbatlar) hareketli fazla birlikte sabit faz boyunca hareket eder. Genellikle sütun adı verilen cam veya metal bir tüpün içine yerleştirilir. Emici yüzeyle etkileşimin gücüne bağlı olarak (adsorpsiyon veya başka bir mekanizma nedeniyle), bileşenler kolon boyunca farklı hızlarda hareket edecektir. Bazı bileşenler sorbentin üst katmanında kalacak, diğerleri sorbent ile daha az etkileşime girerek kolonun alt kısmında son bulacak ve bazıları mobil fazla birlikte kolonu tamamen terk edecektir (bu tür bileşenler tutulmamış olarak adlandırılır ve tutulma süreleri sütunun "ölü zamanını" belirler).

Bu, karmaşık bileşen karışımlarının hızlı bir şekilde ayrılmasını sağlar.

Keşif geçmişi:

Kromatografinin doğuşu

Bu günün akşamı, Varşova Doğa Bilimcileri Derneği'nin biyolojik bölümünün bir toplantısında, bitki anatomisi ve fizyolojisi bölümü asistanı Mikhail Semenovich Tsvet bir rapor sundu: “Yeni bir adsorpsiyon fenomeni kategorisi ve bunların biyokimyasallara uygulanması üzerine” analiz.”

Ne yazık ki, eğitimli bir botanikçi olan M.S. Tsvet, keşfinin kimyasal analitik yönünü yeterince takdir etmedi ve çalışmalarının çok azını kimya dergilerinde yayınladı. Daha sonra önerilen M.S.'nin gerçek ölçeğini takdir edenler kimyagerlerdi. Renk kromatografisi yöntemi analitik kimyanın en yaygın yöntemi haline gelmiştir.

Kromatografik yöntemlerin aşağıdaki avantajları vurgulanmalıdır:

1. Ayırma doğası gereği dinamiktir ve ayrılan bileşenlerin soğurma-desorpsiyon eylemleri birçok kez tekrarlanır. Bunun nedeni kromatografinin önemli ölçüde daha yüksek verimliliğidir.

Statik sorpsiyon yöntemleriyle karşılaştırıldığında ayırma ve

çıkarma.

2. Ayırma sırasında sorbatlar ve sabit faz arasında çeşitli etkileşim türleri kullanılır: tamamen fizikselden kemisorpsiyona.

Bu, geniş bir aralıkta seçici olarak ayırmayı mümkün kılar.

3. Ayrılan maddelere, ayırma koşullarını değiştirerek kromatografinin yeteneklerini genişleten çeşitli ek alanlar (yerçekimi, elektrik, manyetik vb.) uygulanabilir.

4. Kromatografi, çeşitli bileşenlerin eşzamanlı olarak ayrılmasını ve belirlenmesini birleştiren hibrit bir yöntemdir.

5. Kromatografi hem analitik problemleri (ayırma, tanımlama, belirleme) hem de hazırlık problemlerini (saflaştırma, izolasyon, konsantrasyon) çözmenize olanak sağlar. Bu sorunların çözümü online olarak gerçekleştirilerek birleştirilebilir.

Çok sayıda yöntem, fazların bir araya gelme durumuna, ayırma mekanizmasına ve ayırma tekniğine göre sınıflandırılır.

Kromatografik yöntemler uygulanma şekillerine göre de farklılık gösterir.

ön, yer değiştirme ve eluent olarak ayırma süreci.

İyon kromatografisi

İyon kromatografisi, iyon değiştiricilerde katyon ve anyonların ayrılmasına yönelik yüksek performanslı bir sıvı kromatografisidir.

Düşük kapasite. İyon kromatografisinin yaygın kullanımı

bir takım avantajlarından dolayı:

– çok sayıda inorganik ve

organik iyonları ve aynı zamanda katyonları ve

– yüksek tespit hassasiyeti (1 ng/ml'ye kadar)

ön konsantrasyon;

– yüksek seçicilik ve ifade gücü;

– analiz edilen numunenin küçük hacmi (en fazla 2 ml numune);

– tespit edilebilir konsantrasyonların geniş aralığı (1 ng/ml'den

– seçicilik ve kısa tespit süresi sağlayan çeşitli dedektörleri ve bunların kombinasyonlarını kullanma imkanı;

– belirlemenin tam otomasyonu olasılığı;

– çoğu durumda, ön numune hazırlamanın tamamen eksikliği.

Bununla birlikte, herhangi bir analitik yöntem gibi iyon kromatografisinin de dezavantajları vardır:

– iyon değiştiricilerin sentezinin karmaşıklığı, bu da büyük ölçüde karmaşıktır

yöntemin geliştirilmesi;

– HPLC'ye kıyasla daha düşük ayırma verimliliği;

– yüksek korozyon direncine duyulan ihtiyaç

kromatografik sistem, özellikle belirlerken

katyonlar.

2.1 Geliştirme geçmişi:

İyon değişim süreçlerinin incelenmesi 19. yüzyılın başında başladı. toprağın onunla temas halindeki tuz çözeltilerinin kimyasal bileşimi üzerindeki etkisinin gözlemlerinden. 40'lı yılların sonunda G. Thompson, toprağın uygulanan organik gübrelerden amonyağı emdiğini belirtti ve ilgili deneyler York uzmanı D. Spence tarafından gerçekleştirildi. D. Spence'in deneylerinin ilk sonuçları 1850'de G. Thompson tarafından yayımlandı. Makalede "son derece önemli toprak özelliklerine ilişkin ilk keşfin tarım için faydalı olduğu kadar başarısız olabileceği" belirtiliyor ve son çalışmaları 1852 ve 1855'te yayımlandı.

2.3 Sorpsiyon proseslerinde iyon ayırma prensipleri

İyon değiştirme kromatografisi, mobil fazın bir sıvı (eluent) ve sabit fazın bir katı (iyon değiştirici) olduğu sıvı-katı faz kromatografisini ifade eder. İyon değişim kromatografisi yöntemi, sabit fazla ilişkili iyonların, kolona giren eluent iyonları ile değiştirilmesine ilişkin dinamik prosese dayanmaktadır. Karışımdaki iyonların iyon değiştiriciye olan ilgilerinin farklı olması nedeniyle ayrılma meydana gelir ve bu da kolon boyunca farklı hareket hızlarına yol açar.

İyon kromatografisi, iyon değiştirme kolon kromatografisinin bir çeşididir.

IUPAC tavsiyelerine (1993) göre iyon değişimi (IEC) ve iyon kromatografisi (IC) terimleri aşağıdaki şekilde tanımlanmaktadır. "İyon değişim kromatografisi, bireysel analitler için iyon değişim etkileşimlerindeki farklılığa dayanır. İyonlar ayrılırsa ve kondüktometrik bir dedektör veya dolaylı UV tespiti kullanılarak tespit edilebiliyorsa buna iyon kromatografisi denir."

Modern (2005) formülasyon: "İyon kromatografisi, iyonların kolonlardaki tüm yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) ayrımlarını, bir akış dedektöründe doğrudan tespit ve ortaya çıkan analitik sinyallerin niceliksel işlenmesiyle birleştirilmesini içerir." Bu tanım, ayırma mekanizması ve tespit yöntemine bakılmaksızın iyon kromatografisini karakterize eder ve bu nedenle onu klasik iyon değişiminden ayırır.

İyon kromatografisinde aşağıdaki ayırma prensipleri kullanılır:

İyon değişimi.

İyon çiftlerinin oluşumu.

İyon dışlama.

İyon değişimi

İyon değişimi, iyon değiştirici fazda bulunan iyonların (karşı iyonlar) elüent iyonlarla eşdeğer değişiminin tersine çevrilebilir bir heterojen reaksiyonudur. Karşıt iyonlar, elektrostatik kuvvetler nedeniyle iyon değiştiricinin fonksiyonel grupları tarafından tutulur. Tipik olarak katyon kromatografisinde bu gruplar sülfonik asit gruplarıdır; anyon kromatografisi durumunda – kuaterner amonyum bazları. İncirde. Şekil 1, katyonların ve anyonların değişim sürecinin bir diyagramını göstermektedir. Analitin iyonları A olarak gösterilir ve eluentin onlarla değişim merkezleri için rekabet eden iyonları E olarak gösterilir.

Pirinç. 1. Fonksiyonel sülfo grupları - SO3- içeren bir katyon değiştiricinin ve bir anyon değiştiricinin (kuaterner amonyum baz grupları -N) katılımıyla eluent iyonları (E+ veya E-) için katyonların (A+) ve anyonların (A-) iyon değişimi +R3).

İyon çiftlerinin oluşumu

Bu ayırma mekanizmasını uygulamak için eluent çözeltisine eklenen iyon çifti reaktifleri kullanılır. Bu reaktifler alkilsülfonik asitler veya tetraalkilamonyum tuzları gibi anyonik veya katyonik yüzey aktif maddelerdir.

Zıt yüklü tespit edilebilir iyonlarla birlikte bu iyon çifti reaktifinin iyonları, moleküller arası etkileşimler nedeniyle sabit fazda tutulabilen yüksüz bir iyon çifti oluşturur. Ayırma, iyon çiftlerinin oluşum sabitlerindeki farklılık ve bunların sorbent matrisi üzerindeki adsorpsiyon derecesi nedeniyle gerçekleştirilir. İncirde. Şekil 2, reaktifin sabit faz üzerinde adsorpsiyonundan sonra iyon çifti kromatografisinde bir statik iyon değişim modelini göstermektedir. Bu ayırma ilkesi hem anyonlar hem de katyonlar için geçerlidir.

Pirinç. 2. İyon çifti kromatografisinde iyon değişim modeli.

İyonik dışlama

İyon dışlama kromatografisi (IEC). Esas olarak zayıf asitleri veya bazları ayırmak için kullanılır. IEC, karboksilik ve amino asitlerin, fenollerin ve karbonhidratların belirlenmesinde büyük öneme sahiptir.

İncirde. Şekil 3, örnek olarak R-COOH asitlerini kullanarak IEC kullanarak ayırma ilkesini göstermektedir.

Pirinç. 3. İyon dışlama kromatografisi kullanılarak karboksilik asitler R-COOH'nin ayrılmasına yönelik şema.

İyon dışlama kromatografisinde, hidrojen iyonları (karşı iyonlar) içeren tamamen sülfonlanmış bir katyon değiştirici genellikle sabit bir faz olarak kullanılır. Eluentin sulu bir çözeltisinde iyon değiştiricinin sülfonik asit grupları hidratlanır. Hidrasyon kabuğu hayali negatif yüklü bir zar (Donnan zarı) ile sınırlanmıştır. Membran yalnızca ayrışmamış moleküllere (örneğin suya) geçirgendir.

Eluent olarak güçlü mineral asitler kullanılırsa organik karboksilik asitler ayrılabilir. Asitlik sabitlerinin düşük değerleri nedeniyle, bu tür çözeltilerde karboksilik asitler ayrışmamış formda bulunur. Bu formlar Donnan membranından geçebilir ve sabit faza adsorbe edilebilir.