
- •1. Понятие хроматографии. Основные цели и задачи.
- •2. Классификация хроматографических методов.
- •3. Элюентная хроматография.
- •4. Вытеснительная хроматография.
- •5. Фронтальная хроматография.
- •6. Хроматограмма. Основные характеристики хроматографического пика.
- •7. Основные характеристики удерживания и разделения компонентов на хроматограмме.
- •8. Основные закономерности сорбциолнных процессов. Фактор емкости и коэффициент извлечения.
- •9. Основные факторы размывания хроматографического пика.
- •10. Теория теоретических тарелок. Расчет вэтт и количества теоретических тарелок по хроматограмме.
- •11. Оценка эффективности и селективности хроматографической колонки.
- •12. Степень разделения компонентов и ее связь с параметрами хроматографической колонки.
- •13. Уравнение Ван-Деемтера для насадочной колонки.
- •14. Уравнение Голея для капиллярной колонки.
- •15. Определение оптимального значения скорости подвижной фазы.
- •16. Влияние температуры на размывание хроматографического пика.
- •17. Разделение компонентов в изотермическом режиме и режиме программирования температуры.
- •18. Газовая хроматография. Общие понятия.
- •19. Общая схема газо-жидкостного хроматографа.
- •20. Хроматографические колонки применяемые в гжх.
- •21. Методика заполнения насадочной колонки для гжх.
- •22. Основные характеристики подвижной фазы.
- •23. Общие требования к устройствам ввода пробы в гжх
- •24. Ввод газообразных и твердых проб в гжх
- •Ввод пробы
- •25. Ввод жидких проб в гжх
- •26. Детекторы в гжх, основные требования.
- •27. Интегральные и дифференциальные детекторы.
- •28. Потоковые и концентрационные детекторы.
- •29. Характеристики детекторов (чувствительность, порог чувствительности).
- •30. Линейность, селективность детекторов.
- •31. Общее устройство и принципиальная электрическая схема катарометра.
- •32. Типы термочувствительных ячеек и элементов детектора по теплопроводности.
- •33. Детектор по плотности.
- •34. Пламенно-фотометрический детектор.
- •35. Вольт-амперная характеристика ионизационных детекторов.
- •36. Пламенно-ионизационный детектор.
- •37. Детектор электронного захвата.
- •39. Фотоионизационный детектор.
- •40. Газоадсорбционная хроматография. Силы взаимодействия сорбата и сорбента.
- •41. Классификация разделяемых веществ и сорбентов в газоадсорбционной хроматографии.
- •42. Газожидкостная хроматография. Требования к неподвижной фазе.
- •43. Классификация жидких фаз. Основные представители.
- •44. Классификация жидких фаз по величине относительной полярности.
- •45. Влияние количества жидкой фазы и толщины пленки на эффективность колонки.
- •46. Жидкостная хроматография. Общие положения.
- •48. Распределительная жидкостная хроматография.
- •49. Ионообменная, ионная, ион-парная хроматография.
- •52. Общие закономерности проведения тонкослойной хроматографии
- •53. Сверхкритическая флюидная хроматография.
- •54. Схема и принцип действия жидкостного хроматографа. Хроматографические колонки.
- •55. Рефрактометрические детекторы
- •56. Фотометрические детекторы.
- •57. Флуореметрические детекторы.
- •58. Электрохимические, кондуктометрические и вольтамперометрические детекторы.
- •59. Качественный анализ в хроматографии. Основные цели и задачи, методы.
- •I.2. Использование табличных данных о характеристиках удерживания
- •60. Идентификация компонентов с использованием индексов удерживания Ковача.
- •61. Количественный анализ в хроматографии. Параметры пика используемые для количественного анализа.
- •62. Методы триангуляции. Измерение количественных параметров пиков различного разрешения.
- •63. Метод абсолютной калибровки и внутреннего стандарта.
- •64. Методы нормирования площадей
- •65. Какие электрокинетические явления лежат в основе метода капиллярного электрофореза?
- •66. Общее устройство систем капиллярного электрофореза. Основные ограничения метода.
- •67. Какова эффективность разделения методом капиллярного электрофореза (число теоретических тарелок) и за счет какого фактора она в основном достигается?
- •68. В чем заключается явление стекинга и какова его физическая природа?
- •69. Каков физический смысл критической концентрации мицеллообразования (ккм)?
- •70. Каково строение мицеллы и ее собственного двойного электрического слоя (дэс)?
40. Газоадсорбционная хроматография. Силы взаимодействия сорбата и сорбента.
Особенность метода газоадсорбционной хроматографии состоит в том, что в качестве неподвижной фазы применяют адсорбенты с высокой удельной поверхностью (10–1000 м2/г) и распределение веществ между неподвижной и подвижной фазами определяется процессом адсорбции молекул разделяемых веществ из газовой фазы и их концентрированием на поверхности раздела твердой и газовой фаз за счет межмолекулярных взаимодействий.
При осуществлении газоадсорбционной хроматографии первостепенное значение имеет правильный выбор адсорбента. Адсорбент должен обладать следующими свойствами:
достаточной селективностью;
химической и каталитической инертностью;
изотермой адсорбции, близкой к линейной;
достаточной механической прочностью.
Селективность адсорбента определяется в первую очередь силами взаимодействия адсорбата с поверхностью адсорбента.
В общем виде различают две группы сил: физические и химические, хотя между ними имеются и переходные моменты.
При физической адсорбции взаимодействие разделяемых молекул с поверхностью адсорбента осуществляется за счет ориентационных, индукционных и дисперсионных сил, называемых в совокупности ван-дер-ваальсовыми.
Силы полухимического взаимодействия – это прежде всего водородная связь и образование комплексов переноса заряда.
И, наконец, хемосорбция протекающая за счет образования прочной химической связи между молекулами разделяемых веществ и адсорбентом.
41. Классификация разделяемых веществ и сорбентов в газоадсорбционной хроматографии.
Классификация адсорбентов по способности к различным типам межмолекулярных взаимодействий. Адсорбенты можно рассматривать как большие молекулы, поэтому их удобно классифицировать по такому же принципу, как и разделяемые соединения, т.е. рассматривать их как соответствующих партнеров в межмолекулярном взаимодействии с адсорбатами. В этой связи специфичность взаимодействия адсорбентов с молекулами разделяемых соединений связана прежде всего с химиейповерхности адсорбентов.Таким образом, целесообразно, также в некоторой степени условно, выделить три основных типа адсорбентов: 1 тип – неспецифические неполярные адсорбенты – насыщенные углеводороды (кристаллические, полимерные), а также химически инертные поверхности атомных решеток (в частности, базисная грань графита); 2 тип – специфические адсорбенты с локализованными на поверх-ности положительными зарядами или другими электроно-акцепторными центрами. Это, например, адсорбенты, на поверхность которых выходят функциональные группы протонных кислот (например, гидроксилированная поверхность кремнезема), а также адсорбенты с апротонными кислотными центрами. На таких адсорбентах молекулы группы А в отсутствии химических реакций адсорбируются неспецифически, а молекулы групп В и С адсорбируются специфический. 3 тип – специфические адсорбенты, несущие на поверхности отри-цательные заряды: грани кристаллов, образованные преимущественно анионами, или поверхности пористых полимеров с выходящими наружу нитрильными, карбонильными или эпоксигруппами.
Классификация адсорбентов по особенностям внутренней геометрической структуры. Кроме химической структуры следует учитывать и особенности внутренней геометрической структуры адсорбентов. С этой точки зрения адсорбенты делятся на две группы: первая группа непористые адсорбенты; вторая группа пористые адсорбенты, подразделяющиеся на однородно пористые и неоднородно пористые. Пористые адсорбенты отличаются от непористых наличием системы пор, имеющих характерную структуру. Форма и ширина пор могут быть самыми разными: это могут быть и микроскопические углубления, и бороздки глубиной порядка 1 мкм, и пустоты, диаметр которых близок к диаметру молекулы адсорбируемого соединения. Структура пустот играет важную роль в адсорбции. Размеры отверстий пор влияют на массообмен, т.е. на скорость переноса вещества к внутренней поверхности, на которой происходят процессы адсорбции и десорбции, наиболее важные для осуществления процесса газохроматографического разделения.
Независимо от химического состава адсорбента его внутреннюю структуру принято оценивать следующими параметрами: 1. геометрическая площадь поверхности стенок пор, приходящихся на 1 грамм адсорбента (удельная поверхность Sа); 2.общий объем пор, приходящийся на 1 грамм адсорбента (удельный объем пор Vр); 3.средний диаметр пор d50, который определяется как такой диаметр, по отношению к которому поры с меньшим и большим диаметром составляют половину общей пористости; 4. распределение пор по величине диаметра (функция распределения dVp / dd50 ).
Если рассматривать важное для процессов адсорбции на пористых материалах отношение среднего диаметра пор к диаметру молекул разделяемых соединений, то следует отметить две крайние ситуации: 1.Средний диаметр пор по порядку величины значительно больше размеров адсорбированной молекулы. В этом случае адсорбционное равновесие устанавливается очень быстро. 2.Средний диаметр пор мало отличается от диаметра молекулы.
В этом случае скорость процесса адсорбции зависит от размеров адсорбируемых молекул и формы пор адсорбента. В узких порах адсорбированные молекулы одновременно взаимодействуют с адсорбционными центрами, расположенными на противоположных стенках пор.
Такой подход приводит к делению пористых адсорбентов на три группы: 1.микропористые адсорбенты, для которых величина d50< 3 нм, а Sa> 500 м2/г; 2.мезопористые адсорбенты с порами переходного диаметра от 3 до 200 нм; 3.макропористые адсорбенты, для которых величина d50> 200 нм, а Sa< 10 м2/г;
Для того чтобы массообмен проходил достаточно быстро, адсорбент должен быть преимущественно макропористым. В то же время большая удельная поверхность обуславливает высокий коэффициент емкости, а следовательно, и критерий разделения. В этой связи приходится искать оптимальные соотношения между желаемым временем анализа и степенью разделения.
Таким образом, если сформулировать основные требования, которые предъявляются к адсорбентам, то следует отметить следующие:
высокая химическая, механическая и термическая стабильность;
адсорбционная активность должна быть известна и должна соответствовать области применения;
поверхность адсорбента должна быть физически и химически однородна;
распределение пор по размерам должно быть равномерным;
свойства адсорбента должны быть легко воспроизводимы;
адсорбент должен характеризоваться селективностью по отношению к разделяемым соединениям;
размеры гранул адсорбента должны быть оптимальными для обеспечения высокой скорости диффузии разделяемых веществ и плотности упаковки колонки.