Хроматография Общая характеристика метода

Хроматографией называется физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на равновесном распределении их компонентов между двумя несмешивающимися фазами – неподвижной и подвижной.

Основы хроматографического метода анализа были разработаны русским ученым М.С. Цветом в 1903 г. В своей опубликованной работе он описал разделение зеленого пигмента растений на составляющие его компоненты путем пропускания экстракта из листьев через стеклянную трубку, заполненную порошком мела. При этом на белом адсорбенте наблюдалось образование нескольких зон различной окраски.

Вследствие этого М.С. Цвет предложил открытый им метод разделения смесей назвать хроматографией (от греческого слова «хроматос» – цвет).

Цвет Михаил Семёнович (1872 – 1919).Замечательный русский ботаник Михаил Семёнович Цвет известен своими исследованиями хлорофилла. Он является творцом нового метода анализа вещества - адсорбционного метода хроматографического анализа, открывшего широчайшие возможности для тонкого химического исследования. В силу исторической случайности адсорбционный метод хроматографического анализа, полностью разработанный М.С. Цветом и успешно им применённый практически, был в забвении почти 30 лет. Лишь начиная примерно с 1931 г., метод М.С. Цвета стал находить всё более и более растущее применение во многих областях науки.

Неподвижной,илистационарной, фазойв хроматографических методах анализа обычно служит твердое тело или жидкость (чаще всего в виде тонкой пленки, нанесенной на поверхность твердого вещества). Данная фаза выступает в роли адсорбента.

Подвижная фаза,илиэлюент,представляет собой жидкость или газ, пропускаемые в ходе анализа через неподвижную фазу. Она растворяет в себе компоненты исследуемой смеси и переносит их вместе с собой по мере своего продвижения.

Неподвижную фазу обычно помещают в стеклянную или металлическую трубку, называемую хроматографической колонкой. При прохождении через нее подвижной фазы вместе с растворенной смесью веществ на активных центрах адсорбента происходят многократно повторяющиеся акты сорбции и десорбции отдельных компонентов смеси.

При этом вследствие различной адсорбционной способности вещества смеси будут перемещаться вдоль неподвижной фазы с разной скоростью. В результате чего произойдет их разделение на зоны, каждая из которых содержит преимущественно одно из соединений смеси.

Быстрее всего станет двигаться то вещество смеси, которое обладает наименьшим сорбционным сродством по отношению к неподвижной фазе. Вещество, обладающее наибольшим сорбционным сродством, наоборот, будет перемещаться медленнее всего и будет отставать от других компонентов смеси (рис. 126).

Рис. 126. Хроматографическое разделение. Скорость перемещения компонентов исходной смеси увеличивается в порядке В < А < С

Чем больший путь относительно неподвижной фазы пройдет анализируемая смесь и чем сильнее ее компоненты различаются своей адсорбционной способностью друг от друга, тем более полным и глубоким будет их разделение.

При дальнейшем пропускании чистого элюента образовавшиеся зоны индивидуальных веществ будут двигаться по слою адсорбента вследствие непрерывно идущего процесса адсорбции – десорбции, и подхваченные током жидкости или газа, выйдут с элюентом из колонки в определенной последовательности: первым – наиболее слабо сорбирующееся соединение, последним – наиболее сильно сорбирующееся.

На выходе из колонки компоненты смеси фиксируют с помощью автоматических детекторов (в газовой и жидкостной хроматографии) либо путем отбора фракций выходящего раствора и анализом их методами спектрофотометрии, рефрактометрии и т.д.).

Кроме колоночной, существует плоскостная хроматография. Она подразделяется набумажнуюитонкослойную.

В бумажной хроматографиив качестве неподвижной фазы используются полоски специальной хроматографической бумаги, полученной из чистой целлюлозы. В некоторых случаях на нее наносится жидкая пленка полярного растворителя, например, воды.

При использовании метода тонкослойной хроматографии(ТСХ) неподвижную твердую либо жидкую фазу тонким слоем наносят на пластинку-носитель, выполненную из стекла, металлической фольги или полимерной пленки.