Хроматография на бумаге

Хроматографический процесс, протекающий на листе фильтровальной бумаги при перемещении по капиллярам и поверхности подвижной жидкой фазы, называется хроматографией на бумаге.

Разделение веществ в распределительной хроматографии происходит вследствие различия в распределении их между двумя жидкими фазами, одна из которых неподвижна, а другая подвижна.

Неподвижной фазой является либо сама бумага, либо вещества, предварительно нанесенные на ее волокна. Механизм хроматографии на бумаге бывает распределительным или адсорбционным. Перемещение подвижной фазы осуществляется либо под действием капиллярных сил (восходящая хроматография), либо под действием капиллярных сил и силы тяжести (нисходящая хроматография).

При продвижении подвижного растворителя (не смешивающегося с водой или другими неподвижными растворителями) по бумаге, на которую нанесены хроматографируемые вещества, последние переходят в подвижную фазу и, перемещаясь по капиллярам бумаги, распределяются. На каждом участке хроматограммы происходит многократное перераспределение вещества между подвижной и неподвижной фазами, поэтому скорость перемещения вещества по бумаге зависит от его коэффициента распределения, который в свою очередь, зависит от растворимости вещества в обеих фазах и может быть выражен соотношением С₁/C₂, где С₁ — концентрация вещества в неподвижной фазе, а С₂ — скорость вещества в подвижной фазе.

Если на бумагу нанесено два вещества, одно из которых имеет более высокий коэффициент распределения, то в процессе хроматографирования оно будет передвигаться по бумаге медленнее. Вследствие этого по окончании процесса эти вещества займут на хроматограмме разные места, т.е. произойдет разделение.

Способность, вещества к перемещению по бумаге характеризуется величиной Rf, представляющей собой отношение средних скоростей перемещения вещества и подвижной фазы за время получения хроматограммы. Более точной оценкой хроматографической подвижности, мало чувствительной к влиянию случайных отклонений в условиях проведения эксперимента, является величина Rs, представляющая собой отношение величины Rf одного вещества к величине Rf другого вещества, принятого за стандарт. Обычно выбор стандартного образца осуществляют так чтобы величины Rs лежали в пределах 0,5-2,0.

Величины Rf и Rs используют для ориентировочной идентификации веществ. Подлинность определяется при одновременном хроматографировании на одном листе бумаги анализируемого и аутентичного образца одного и того же вещества. Условия хроматографирования следует подбирать так, чтобы значения Rf были отличны от 0 и 1.

При испытании на чистоту, примеси и основное вещество в условиях хроматографирования должны иметь разные значения Rf. При этом условии можно судить о степени чистоты анализируемого вещества по величине и интенсивности окраски обнаруживаемых на хроматограмме пятен примесей. Содержание примесей может быть определено количественно. Для этoгo, на одном листе бумаги одновременно получают хроматограмму определенного количества анализируемого вещества и несколько хроматограмм образца определяемой примеси (свидетели), взятого в различных, точно отмеренных количествах. Содержание примеси в анализируемом образце оценивают, сравнивая ее пятно на хроматограмме по совокупности величины и интенсивности окраски с пятном свидетеля.

Количественное определение веществ после хроматографи-ческого разделения проводится денситометрически непосредственно на хроматограмме либо после элюирования. Сущность денситометрического метода заключается в том, что интенсивность окраски пятна в проявленной хроматограмме пропорциональна концентрации вещества в растворе. Интенсивность окраски измеряют с помощью денситометра прямым фотометрированием проходящего через хроматограмму светового потока. В зависимости от плотности окрашенных участков хроматограммы на фотосопротивление падает различное количество света, что вызывает нарушение равновесия в измерительной схеме. Преобразованный и усиленный фототок приводит в действие двигатель, связанный с пишущим устройством. На денситометрической ленте прибор вычерчивает кривую распределения вещества на хроматограмме в соответствии с интенсивностью окраски отдельных её участков. Содержание вещества в хроматограмме пропорционально площади, ограниченной соответствующим пиком записанной кривой и перпендикулярами, опущенными из концов пика на нулевую линию. Площадь пиков замеряют планиметром. Для каждого вещества предварительно строят калибровочную кривую в координатах: площадь-концентрация.

Метод вымывания (элюация) широко распространён и сравнительно точен. Сущность его состоит в том, что хроматограмму разрезают так, чтобы в каждой части находился только один из компонентов анализируемой смеси. Затем вещество экстрагируют из бумаги и в элюате определяют компоненты смеси одним из физико-химических методов (спектрофотометрически, полярографически или фотоэлектроколориметрически).

Кроме этого, используют метод измерения площади пятен.

Для построения калибровочного графика на бумагу наносят различные количества исследуемого вещества, хроматографируют и проявляют. Контуры пятен очерчивают карандашом, и площадь пятен измеряют планиметрически. Строят график зависимости концентрации от площади пятна, по которому и определяют неизвестную концентрацию вещества в растворе. Метод недостаточно точен, так как площадь пятна зависит не только от концентрации, но и от размера нанесенного пятна, сорта бумаги и других факторов.

Для определения меченных атомов применяется: радиоавтографический метод.