2. Газовая и газожидкостная хроматография.

Газовая хроматография.

Хотя первой появилась на свет жидкостная хроматография, первым хроматографом был газовый. То есть тот, в котором подвижной фазой был газ, а неподвижной — твердый адсорбент.

Из-за этого конструкции жидкостного и газового хроматографов отличаются, но принципиальных различий нет.

Газовая хроматография существует в двух видах – в первом случае неподвижная фаза сама является сорбентом, во втором случае она является инертным носителем очень вязкой и термически устойчивой жидкой фазы, которая и взаимодействует (абсорбирует их) с разделяемыми веществами.

Механизмы хроматографического разделения и у газовой и у жидкостной хроматографии можно считать подобными.

Вещества можно разделить тогда, когда их изотермы адсорбции на неподвижной фазе – адсорбенте – различны.

В зависимости от вида изотерм различаются и формы выходящих пиков.

Одним из самых современных методов анализа многокомпонентных смесей является газовая хроматография. Ее отличительными чертами являются высокая чувствительность, точность, экпрессность, автоматизация. Метод газовой хроматографии позволяет решать многие важные аналитические проблемы. Количественный анализ газовой хроматографии можно выделить как самостоятельный метод аналитического анализа, который отличается эффективностью при разделении смесей, состоящих из веществ одного класса.

Газовая хроматография незаменима в нефтехимической промышленности, ее используют для определения на содержание наркотиков, пестицидов, лекарственных средств, удобрений, витаминов и др. Газовая хроматография широко используется для препаративного выделения и очистки индивидуальных веществ из многокомплексных смесей. При помощи газовой хроматографии была исследована атмосфера Венеры и точно определен ее состав. Активно используется хроматография для определения состава воздуха на космических кораблях и при повышенной концентрации вредных веществ, с помощью автоматической системы, подает воздухоочистительному прибору команду для начала работы.

Жидкосная хромотография

Также не менее востребована и жидкостная хроматография, которая представляет собой метод разделения веществ, где подвижная фаза – это жидкость. По типу неподвижных фаз она делится на: жидкостно-гелевую, жидкостно-жидкостну и жидкостно-твердофазную.

Жидкостная хроматография применяется во всех сферах деятельности человека, где есть необходимость в изучении состава растворов или выделение какого-либо вещества из жидкости. При определении состава высокомолекулярных биологических соединений, такие как нуклеиновые кислоты и белки, жидкостная хроматография практически не заменима. Такая хроматография позволяет использовать высокочувствительные детекторы и работать с очень малыми дозами веществ, что имеет особое значение при биологических исследованиях.

3. Общие принципы спектральных оптических методов анализа.

Сочетание высокой чувствительности, точности и быстродействия объясняет широкое распространение спектральных методов в биологии, экологии, химии, медицине, сельском хозяйстве и других областях знаний. Оптические методы позволяют получить сведения о строении и свойствах молекул и веществ в целом и применяются для изучения состояния биообъектов и характера изменений этого состояния в биологических системах (процессы полимеризации, деградации, связывание с другими молекулами, образование и распад фермент-субстратных комплексов, первичные фотофизические, а также фото- и радиационно-химические процессы с участием неустойчивых лабильных продуктов радикальной природы и т.д.).

Спектральные методы анализа основаны на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом. Можно представить себе два случая такого взаимодействия. В первом из них излучение направляется на вещество и частично им поглощается. Метод анализа, в котором используются спектры поглощения, называется абсорбционной спектроскопией. Другая область спектрального анализа рассматривает

собственное излучение вещества, приведенного в возбужденное состояние каким-либо посторонним источником энергии. В большинстве случаев вещество нагревают в пламени газовой горелки, вольтовой дуги, в плазме электрического искрового разряда. В люминесцентных методах и при изучении комбинационного светорассеяния анализируемое вещество облучают потоком электромагнитных волн, энергия которых превращается во вторичное излучение. Перечисленные методы относятся к эмиссионной спектроскопии.

Напомним, что спектром называется совокупность электромагнитных излучений, испускаемых (спектр излучения) или поглощаемых (спектр поглощения) веществом.

Если рассматривать электромагнитный спектр в порядке возрастания длины волн, то нужно выделить следующие основные области: комические лучи, гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовая область, видимая область, инфракрасная область, микроволновая область, радиодиапазон. По мере увеличения длины волны излучения уменьшается его энергия. Так, энергия гамма-излучения составляет 10в8-10в9 ккал/моль, энергия УФ-излучения - 10в2-10в3 ккал/моль (вакуумная область) и 72-200 ккал/моль (кварцевая область), ИК-область - 1-10в-2, радиодиапазон - 10в-8-10в-4 ккал/моль.

В техническом анализе практически используются только УФ-, видимая и ИК-области спектра.

Для проведения количественного анализа можно построить эмпирический график зависимости поглощения от концентрации, используя для этого искусственно приготовленные смеси известного состава, а затем сравнить с этим графиком данные для анализируемого образца. Во многих случаях можно пользоваться простым соотношением, известным как закон Бугера - Ламберта - Бера

Важнейшими составными частями приборов для спектральных исследований являются источник излучения, монохроматор (призма или дифракционная решетка для разложения спектра) и регистрирующее устройство. Исследуемое вещество помещают между источником излучения и монохроматором или между монохроматором и регистрирующим устройством. Материал, из которого изготавливаются кюветы для анализируемого вещества и призмы для монохроматора, не должен поглощать в исследуемой области спектра. Приемники излучения должны быть чувствительными в изучаемой области длин волн. С их помощью последовательно сканируется исследуемая область спектра и записывается интенсивность (или поглощение) в зависимости от длины волны.