7. (2). Хроматография.

Хроматография.

Это метод, позволяющий определить качественный и количественный состав раствора или газовой фазы, определяет концентрацию исследуемых частиц в системе в целом.

Метод основан на избирательной адсорбции компонентов систем. Метод впервые предложил русский ученый Цвет.

Метод основан на избирательном поглощении (адсорбции) отдельных компонентов анализируемой смеси различными адсорбентами. Адсорбентами называют твердые тела, на поверхности которых происходит поглощение адсорбируемого вещества.

Хроматография бывает разных видов.

1) Адсорбционная.

Раствор смеси веществ пропускают через стеклянную трубку (адсорбционную колонку), заполненную адсорбентом.

Вследствие различной адсорбируемости и скорости передвижения веществ, в анализируемой смеси, компоненты удерживаются на различной высоте столба адсорбента в виде отдельных зон (слоев). Вещества, обладающие большей способностью адсорбироваться, поглощаются в верхней части адсорбционной колонки, хуже адсорбируемые — располагаются ниже. Вещества, не способные адсорбироваться данным адсорбентом, проходят через колонку, не задерживаясь, и собираются в фильтрате.

По мере прохождения через слой адсорбента новых порций раствора хорошо адсорбируемые вещества продолжают удерживаться в верхней части колонки, а вещества, адсорбируемые слабее, вытесняются с поверхности адсорбента в нижние слои. В результате на столбике адсорбента получается несколько зон. Если адсорбент бесцветен, а адсорбируемые вещества окрашены, то на столбе адсорбента появляются цветные зоны, образующие хроматограмму.

Cu(NO₃)₂ – голубой, Cо(NO₃)₂ –розовый.

Например, нужно отделить ионы Co от ионов Cu или от воды. При пропускании I порции водного раствора солей Co и Cu через слой адсорбента (силикагель). Н_адс(Cu)> Н_адс(Cо),  ионы меди более прочно адсорбиорваться на адсорбционных центрах адсорбента. Поэтому сначала адсорбируются Cu²⁺, появится синяя полоса, а ниже - розовая полоса (Cо²⁺). При введении 2 порции раствора ионы Cu²⁺ будут вытеснять Cо²⁺. Синяя полоса расширится, розовая – опустится вниз, на ней адсорбируются старые и новые ионы Cо²⁺. При дальнейшем введении раствора ширина полос будет расширяться, ионы Cо²⁺ будут перемещаться все ниже. На выходе же будет чистая вода. Будем вводить раствор, пока все адсорбционные центры не будут заняты ионами Cu²⁺ или Cо²⁺. При дальнейшем введении Cu²⁺ будут вытеснять Cо²⁺, которые будут с водой выходить из колонки (проскок по кобальту). И настанет момент, когда все адсорбционные центры займут Cu²⁺, т.е. адсорбцинонная емкость колонки будет исчерпана, она перестанет работать. Для ее восстановления нужно либо промыть большим количеством водяного пара, либо заменить адсорбент.

Применяют адсорбционную хроматографию для разделения неэлектролитов, паров и газов.

2. Вытеснительная хроматография.

В колонку вводится двухкомпонентная смесь, и более слабо адсорбирующийся компонент вытесняется из колонки. Возможно 2-мя методами.

а) в колонку вводят раствор более сильно адсорбирующегося компонента, он вытесняет более сабо адсорбирующийся, который будет выходить из колонки. Иногда разделение можно проводить чистым растворителем (вода). Молекулы воды тоже адсорбируются и будут вытеснять более слабо адсорбирующийся компонент.