3. Ионная одно- и двухколоночная хроматография

В ионной хроматографии сочетаются достоинства ВЭЖХ и классической ионообменной хроматографии. Ионообменные материалы, используемые в этом методе, отличаются не только малыми размерами зерен (20 микрон), но и тем, что ионообменные группы расположены не в глубине зерен, а на их поверхности, в районе 1 микрона. Эти материалы обладают малой обменной емкостью.

Давление, применяемое в этих системах, составляет 400 атм, обменная емкость ионита от 0.02 до 0.1 мг-экв /г, в 100 раз меньше, чем у обычного (2-10 мг-экв /г).

Главное достоинство ионной хроматографии – это уникальное детектирование по электропроводности. Именно детектирование по электропроводности (кондуктометрическое детектирование) и обеспечивает широкое распространение этого метода.

Кроме этого детектора в ионной хроматографии может применяться и оптический детектор. Он применяется для окрашенных ионов, но в основном в одноколоночной хроматографии.

В ионной хроматографии используются ионообменные материалы – катиониты и аниониты, содержащие на своей поверхности ионогенные активные группы.

В ионной хроматографии особое значение имеет оригинальный двухколоночный вариант. Этот вариант основан на помещении в цепь динамики элюата дополнительно к разделительной колонке еще и регенеративной колонки.

В одноколоночном варианте хроматографии регенеративная колонка отсутствует. Разделенная смесь сразу детектируется. Для того, чтобы усилить полезный сигнал в одноколоночном варианте хроматографии в качестве элюентов используют вещества, обладающие низкой эквивалентной электропроводностью. В этом случае отмечается простая зависимость: чем больше молекулярная масса катиона и аниона в элюенте, тем ниже будет его удельная электропроводность.

4. Обработка хроматограмм. Методы определения концентрации в хроматографии.

Выходящие из колонки определяемые вещества анализируются, или, как принято говорить в газовой хроматографии, детектируются, а результаты детектирования регистрируются самопишущим прибором. Прибор измеряет зависимость концентрации выходящих веществ от времени выхода или от объема выходящей из колонки газовой фазы. Информация по результатам анализа, которую рисует самописец, называется хроматограммой.

Хроматограмма в явном виде не содержит никакой аналитической информации. Но аналитик может получить из такой хроматограммы не только число веществ, которое равно числу пиков, но и вид этих веществ и их концентрацию в анализируемой смеси, т.е. можно получить следующую информацию:

1) число веществ равно или больше числа пиков;

2) вид вещества определяется временем удерживания;

3) концентрация пропорциональна площади пика, коэффициент пропорциональности можно установить заранее. Эти величины можно определить экспериментально.

Площадь пика известна, однако, это не концентрация. Для определения концентрации существуют два основных приема: 1. метод нормировки, 2. метод внутреннего стандарта.

П о первому варианту концентрация веществ находится как отношение площади пика к сумме площадей всех пиков на хроматограмме.

Сумма площадей всех пиков приравнивается к 100 % вещества.

В этом методе считается, что для всех веществ один и тот же коэффициент пропорциональности в уравнении:

C_i = K S_{i (2)}

Таким образом, предполагают, что все вещества, которые вышли из хроматографической колонки, дают пики пропорциональные их концентрациям. Но это грубое допущение, справедливо лишь для детекторов по теплопроводности лишь для полностью летучих веществ при использовании водорода или гелия. Второй вариант метода нормировки более строгий. В этом методе идет расчет по сумме площадей пиков, но с учетом коэффициентов пропорциональности.

Площадь каждого пика умножается на коэффициент пропорциональности, связанный с различной чувствительностью детектора к веществам. Заранее находят по стандартной хроматограмме К_i , приняв для одного К_i= 1.

м етод внутреннего стандарта. Он основан на том, что готовят стандартную смесь, в которую вносят известное количество стандартного вещества и всех определяемых веществ. Выбирается стандартное вещество, имеющее время удерживания или объем удерживания отличные от этих же параметров веществ в смеси. Снимают стандартную хроматограмму и определяют коэффициенты пропорциональности определяемых веществ по отношению к стандарту. Далее в анализируемую смесь вносят известное количество стандартного вещества и снимают хроматограмму. Концентрация вещества находится по уравнению: