- •Содержание
- •1. Общие правила работы в химической лаборатории
- •1.1. Особенности работы с легковоспламеняющимися веществами
- •1.2. Работа с щелочными металлами
- •1.3. Работа с токсичными веществами
- •1.4. Работа с кислотами и щелочами
- •1.5. Работа с металлической ртутью
- •1.6. Правила работы при уменьшенным давлением
- •1.7. Правила работы с электроприборами
- •1.8. Действия при возникновении пожара
- •1.9. Оказание первой помощи при ожогах и других несчастных случаях
- •1.10. Рекомендации для работы со стеклянной посудой
- •Приготовление раствора хромовой смеси и рекомендации по мытью посуды.
- •1.11. Рекомендации по ведению лабораторного журнала
- •1.12. Инструкция по приготовлению образца для ямр спектроскопии высокого разрешения в жидкостях
- •1.13. Контрольные вопросы по теме «Правила работы в лаборатории»
- •2. Очистка жидких веществ. Перегонка
- •2.1. Перегонка при атмосферном давлении
- •2.2. Перегонка при пониженном давлении (вакуумная перегонка)
- •2.3. Абсолютирование некоторых органических растворителей
- •Ацетон.
- •Ацетонитрил.
- •Бензол.
- •Гексан.
- •Диметилсульфоксид (дмсо).
- •Диэтиловый эфир.
- •Диоксан.
- •Метиловый спирт (метанол).
- •Тетрагидрофуран.
- •Хлороформ.
- •Хлористый метилен.
- •Этилацетат.
- •Этиловый спирт.
- •2.4. Контрольные вопросы по теме «Перегонка»
- •3. Удаление растворителя с помощью вакуумного роторного испарителя
- •3.1. Последовательность действий при работе с вакуумным роторным испарителем
- •3.2. Контрольные вопросы по теме «Удаление растворителей с помощью вакуумного роторного испарителя»
- •4. Экстракция
- •4.1. Экстракция в системе «жидкость-жидкость» Простая экстракция
- •Непрерывная экстракция в системе жидкость-жидкость
- •4.2. Экстракция из твердых веществ Простая экстракция
- •Непрерывная экстракция
- •4.3. Контрольные вопросы по теме «Экстракция»
- •5. Перекристаллизация
- •Общие принципы
- •Проведение кристаллизации
- •5.1. Определение температуры плавления
- •5.2. Контрольные вопросы по теме «Кристаллизация»
- •6. Хроматография
- •6.1. Тонкослойная хроматография
- •Методика проведения хроматографии:
- •6.2. Колоночная хроматография
- •Способы набивки колонки сорбентом:
- •Способы нанесения вещества на колонку:
- •6.3. Контрольные вопросы по теме «Хроматография»
- •Список рекомендуемой литературы
- •Сведения об авторах
6.2. Колоночная хроматография
Колоночная хроматография – это самый распространенный вид хроматографического разделения смесей в препаративных количествах. В данном случае сорбент набивается в вертикально закрепленную колонку, а элюент подается сверху. Различают несколько видов колоночной хроматографии: обычная хроматография, флэш-хроматография, хроматография среднего давления. В данном пособии будет рассмотрена обычная колоночная хроматография с элюированием самотеком.
Колонка представляет собой стеклянную трубку, с одной стороны которой расположен пористый фильтр (стеклянный или волокнистый), чтобы избежать высыпание сорбента из колонки. Размер колонки выбирается в зависимости от Rf разделяемых веществ и их массы. Чем больше масса смеси разделяемых веществ, тем больше диаметр колонки, чем меньше разница в Rf, тем большей высоты необходим слой сорбента. Колонка может быть снабжена краном в нижней части (чтобы предотвратить пересыхание колонки) и муфтой для разъемного соединения (или шлифом) в верхней части. Чем меньше разница в Rf, тем больше сорбента необходимо для разделения веществ. Для подбора элюента используют следующее правило: разделить два вещества можно легко, если разница Rf между ними не менее 0,15, а Rf верхнего – не более 0,5. При градиентном элюировании (увеличении во времени элюирующей силы подвижной фазы) повышать полярность элюента можно только при прохождении предыдущем элюентом мертвого объема колонки. Если колонка набита слишком плотно и элюент медленно вытекает из колонки, то возможно создать избыточное давление в колонке, но нужно помнить, что с увеличением давления эффективность разделения уменьшается.
Для проведения колоночной хроматографии колонку закрепляют вертикально, при отсутствии пористого фильтра в нижнюю часть колонки помещают кусочек ваты. Затем заполняют колонку сухим сорбентом до требуемой высоты слоя сорбента, чтобы определить необходимое его количество и высыпают сорбент в отдельную емкость. Для наиболее эффективного и экономичного разделения веществ масса сорбента должна быть в среднем в 50 раз больше массы разделяемой смеси, минимально – в 10 раз больше. Набивают колонку сорбентом, одним из приведенных ниже способов. Для НФХ обычно используют силикагель (оксид кремния) или оксид алюминия, который бывает нейтрального, основного и кислого типов. "Нейтральный" оксид подходит для большинства соединений, тогда как "основный" и "кислый" очень активно сорбируют органические кислоты и основания соответственно.
Способы набивки колонки сорбентом:
- Сорбент, затем элюент. Колонка заполняется сорбентом. После чего сразу наносят вещество и приступают к элюированию. Обычно данный способ применяют для флэш-хроматографии, так как плотность сорбента неравномерная, отчего возможно неравномерное течение элюента, что ведет к ухудшению качества разделения смеси;
- Элюент, затем сорбент. Колонку заполняют до половины длины элюентом, затем порциями засыпают сорбент, следя, чтобы он полностью смачивался. Обычно применяется для крупнозернистого сорбента, так как мелкозернистый сорбент может слипаться;
- Сорбент в виде суспензии в элюенте. Сорбент заливают элюентом, перемешивают (для повышения качества разделения проводят дегазацию сорбента, например при помощи вакуумирования суспензии сорбента в элюенте), полученной суспензией заполняют колонку, добавляя её тонкой струйкой по стенке колонки, чтобы избежать захвата воздуха. В том случае, если пузырьки воздуха все же попали в слой сорбента, их можно удалить в первые секунды после этого события аккуратно постукивая по стенке колонки, например резиновой грушей. Затем ждут некоторое время, пока излишек подвижной фазы не просочиться через сорбент, обнажив его верхнюю кромку. Данный способ набивки колонки – самый эффективный, так как его применением удается создать равномерную плотность сорбента по всему объему колонки.