Хроматографические методы

Хроматографические методы обладают наибольшим спектром возможностей для контроля загрязнения различных объектов окружающей среды.

Хроматографические методы основаны на сорбционных процессах - поглощении газов, паров или рас­творённых веществ твёрдым или жидким сорбентом. Сорбцию можно осуществить двояко: в статических (вплоть до установления равновесия) и динамических условиях. Динамическая сорбция представляет собой процесс, в котором происходит направленное перемещение подвижной фазы относительно неподвижной. Сущ­ность всех хроматографических методов состоит в том, что разделяемые вещества вместе с подвижной фазой перемещаются через слой неподвижного сорбента с разной скоростью вследствие различной сорбируемости. Иными словами, хроматография — это динамический сорбционный процесс разделения смесей, основанный на распределении вещества между двумя фазами, одна из которых подвижна, а другая — неподвижна, и связанный с многократным повторением актов сорбции — десорбции.

Хроматографические методы классифицируют по следующим признакам:

1) по агрегатному состоянию смеси, в котором проводят её разделение на компоненты, — газовая, жидко­стная и газожидкостная хроматография;

2) по механизму разделения - адсорбционная, распределительная, ионообменная, осадочная окислитель­но - восстановительная, адсорбционно-комплексообразовательная хроматография и др.;

3) по форме проведения хроматографического процесса - колоночная, капиллярная, плоскостная (бумаж­ная, тонкослойная и мембранная);

4) по способу получения хроматограмм (фронтальный, вытеснительный,

элюентный).

3.1Жидкостная адсорбционная хроматография. В жидкостной адсорбционной хроматографии разделение смесей веществ определяется многократным повторением элементарных актов адсорбции и десорбции и разли­чиями в сорбируемости анализируемых веществ. Зависимость массы адсорбированного вещества от его кон­центрации в растворе при неизменной температуре графически выражается изотермой адсорбции.

3.2 Высокоэффективная жидкостная хроматография. Хроматографирование на колонке – длительный процесс, поскольку продвижение через пористый носитель под действием силы тяжести очень мало. Для уско­рения процесса хроматографирование проводят под давлением. Такой метод называют высокоэффективной жид­костной хроматографией (ВЖХ), он позволил значительно сократить время анализа.

3.3 Распределительная хроматография - разделение веществ вследствие их различного распределения меж­ду двумя жидкими фазами, одна из которых неподвижна, а другая - подвижна. С количественной стороны это
распределение характеризуется коэффициентами распределения между двумя растворителями. Применение твёрдого носителя обусловливается необходимостью сделать одну фазу неподвижной. В качестве неподвижной фазы чаще всего используют воду, реже - другие растворители.

3.4 Ионообменная хроматография - разделение веществ, основанное на обратимом обмене ионов, содер­жащихся в растворе, на ионы, входящие в состав ионообменника. Образование хроматограмм при этом проис­ходит вследствие различной способности к обмену ионов хроматографируемого раствора. В качестве элюента (вымывающего вещества) применяют растворы электролитов.

3.5 Осадочная хроматография - разделение веществ вследствие образования малорастворимых осадков в определённом порядке, который обусловливается их растворимостью. По мере фильтрации раствора через осадочно-хроматографическую колонку, содержащую осадитель, многократно повторяются элементарные процес­сы образования и растворения осадков, что обеспечивает разделение веществ. Растворимость осадков и произ­ведение растворимости (или активности) выступают основой законосадочной хроматографии. Возмож­ность повторения элементарного процесса обеспечивается закреплением осадков в месте их образования, в противном случае осадки будут сползать вниз, по колонке и хроматограмма не образуется.

3.6 Редокс-хроматография - разделение веществ вследствие неодинаковой скорости окислительно-восстановительных реакций, протекающих в колонке. Разделение веществ обусловлено соответствующими ре-докс-потенциалами реагирующих веществ. Колонку, содержащую восстановитель, называют восстановитель­ной, содержащую окислитель - окислительной. При хроматографировании раствора восстановителей на окислительной колонке зоны располагаются сверху вниз в порядке возрастания их окислительно-восстановительных потенциалов, на восстановительной — наоборот.

3.7 Адсорбционно-комплексообразователъная хроматография — разделение веществ вследствие различия в константах устойчивости соответствующих комплексных соединений образующихся в колонке. В качестве носителя используют сорбент, удерживающий комплексообразователь и продукты его реакции с исследуемыми веществами. Образующиеся комплексные соединения поглощаются носителем вследствие большой прочности связи между молекулами комплекса и поверхностью носителя. В качестве комплексообразующих реагентов применяют диметилглиоксим, 8-оксихинолин, таннин и др.

3.8 Газо-адсорбционная хроматография - разделение смеси газов на твёрдом сорбенте. В качестве сорбен­та (неподвижной фазы) используют активное дисперсное твёрдое вещество: активный уголь, силикагель, цео­литы. В качестве подвижной фазы, в которой содержится разделяемая смесь газов, применяют газ- носитель: аргон, воздух, гелий, водород и др. Исследуемая смесь газов, передвигаясь вместе с газом-носителем вдоль колонки, разделяется на отдельные компоненты вследствие различной их адсорбируемости.

3.9 Газо-жидкостная хроматография - разделение газовой смеси вследствие различной растворимости компонентов пробы в жидкости или различной стабильности образующихся комплексов. Неподвижной фазой
служит жидкость, нанесённая на инертный носитель, подвижной - газ. Этот вариант газовой хроматографии по существу

физико-химического процесса разделения относится к распределительной хроматографии.

Дата добавления: 2015-06-27