12 Залежність швидкостей адсорбції і десорбції від властивостей речовини, яка

поглинається, може бути використана для розділення компонентів суміші. Через

колонку, заповнену твердим сорбентом (АІ2О3, СаСОз, МgO і т. д.), фільтрують розчин різних за

кольором речовин, які розділяються. Найменш адсорбовний компонент суміші зміщується по

колонці з найбільшою швидкістю, тому в шарі безкольорового сорбенту з'являється ряд

забарвлених зон. Перша з них містить найменш сорбовний компонент майже в чистому вигляді,

далі йде зона, в якій міститься суміш цього компонента з більш адсорбовною речовиною, потім

зона майже чистої другої речовини і т. д. Цю операцію М. С. Цвєт назвав зняттям

хроматограми, а сам розподіл компонентів в шарі сорбенту — хроматограмою. Для повного

розділення забарвлених зон колонку промивають чистим розчинником (проявлення

хроматограми). Найменш адсорбовний компонент десорбується з максимальною швидкістю, і

забарвлена ним зона зміщується по колонці на найбільшу відстань. Такий метод розділення

суміші М. С. Цвєт назвав хроматографічним. Він оснований на різниці в швидкостях

молекулярної адсорбції і десорбції компонентів суміші.

Далі з'ясували, що для розділення сумішей можна використовувати відмінність і інших

властивостей їх складових частин: швидкості іонного обміну, розчинності, температури

випаровування і т. д. В зв'язку з цим зараз хроматографією називають будь-який фізико-

хімічний спосіб розділення суміші при її русі вздовж деякої нерухомої фази.

Хроматографічний аналіз звичайно розділяють на:

1) адсорбційну хроматографію, яка використовує різницю швидкостей молекулярної

адсорбції і десорбції;

2) іонообмінну, в якій використовується різниця в швидкостях іонного обміну;

3) осадову, основану на різниці в розчинності сполук, утворених компонентами суміші з введеним в колонку осаджувачем;

4) розподільну, в якій розділення суміші відбувається в результаті різної розчинності

компонентів суміші в різних рідинах;

5) термохроматографію, що використовує різницю в адсорбційній здатності складових

частин суміші при різних температурах.

Метод тонкошарової хроматографіїбув розроблений у 1938 році М. А. Ізмайловим і М. С.

Шрайбер у Харківському науково-дослідному хіміко-фармацевтичному інституті (зараз ДНЦЛЗ).

Його широко використовують для розділення, аналізу і ідентифікації лікарських речовин. Хроматографічний метод розділення сумішей широко застосовують в якісному і

кількісному аналізі, для розділення близьких за властивостями речовин, очистки хімічних

реагентів, ідентифікації хімічних препаратів, визначення питомої поверхні пористих тіл і т. д.

Хроматографію використовують в різних виробництвах для управління технологічними

процесами, а також в дослідницькій роботі для визначення величини і теплоти адсорбції,

ізотерм розподілу, коефіцієнтів активності та ін.

13. Дисперсними є системи, в яких одна речовина в подрібненому стані рівномірно розпо-ділена серед частинок іншої речовини. Розрізняють дисперсну фазу (диспергована речовина,

або частинки) та дисперсне середовище (тобто розчинник). Головною особливістю дисперс-них систем є наявність поверхні розподілу фаз, тобто гетерогенність.

За розміром частинок дисперсні системи ділять на три типи:

1. Грубо–дисперсні системи (суспензії, емульсії, порошки, грубі зависі) – розмір частинок

більше 1 мкм (10–6 м), а питома поверхня менше 1м2

2. Системи середньої дисперсності 1 – 0,1 мкм (10–6 – 10–7 м); Іноді їх об`єднують з грубо–дисперсними системами.

3. Колоїдно–дисперсні системи (або золі) мають розмір частинок 100 – 1 нм (10–7 – 10–9 м), а питома поверхню більше 10 м2

Далі йдуть істинні (молекулярні та іонні) розчини, які мають розмір частинок менше 10–9 м.

В таких розчинах вже немає поверхні поділу фаз і вони не належать до дисперсних систем. За агрегатним станом дисперсної фази та дисперсного середовища гетерогенні системи по-

діляють на тверді, рідкі, газоподібні. За типом взаємодії дисперсної фази та дисперсного середовища розрізняють:

Ліофільні системи – в яких дисперсні частинки сильно взаємодіють з розчинником. У

випадку коли розчинником є вода, їх можна називати гідрофільними системами. Наприклад – розчини білків або полісахаридів у воді;

Ліофобні системи – в яких дисперсні частинки слабко взаємодіють з розчинником. У

випадку коли розчинником є вода ці системи можна називати гідрофобними, оскільки

поверхня частинок слабко змочується водою. Приклади – колоїдні розчини благородних

металів. Розрізняють 2 групи методів отримання колоїдних розчинів: Дисперсійний метод

полягає в подрібнення речовини до маленьких частинок. Подрібнення можна вести: 1)

механічним способом (кульові млини, гомогенізатори, ультразвукові дезінтегратори); 2)

фізико-хімічним способом – метод пептизації, коли осад речовини переводиться в колоїдний

стан додаванням поверхнево–активних сполук - мила, білків. Конденсаційний метод спрямований на збільшенні розмірів частинок завдяки агрегації

молекул або іонів. Для цього використовується: 1) випаровування розчинника, внаслідок чо-

го йде конденсація твердої фаза; 2) заміна розчинника, наприклад, коли спиртовий розчин

холестерину вилити у воду; 3) використання реакцій, в яких осади формуються з маленьких

частинок. Так, отримання колоїдного розчина йодиду срібла йде за реакцією заміщення:

KJ + AgNO3 → AgJ ↓ + KNO3 Методи очистки колоїдних розчинів. Очистка колоїдних розчинів необхідна для

усунення надлишку іонів, сторонніх домішок, присутність яких зменшує їх стабільність.

Діаліз - полягає в вилученні низькомолекулярних домішок шляхом дифузії крізь на-

впівпроникну мембрану. Для цього колоїдний розчин вводять в мішечок з такої мембрани

(наприклад з целофану) і занурюють у дистильовану воду. Молекули або іони з розміром

меншим, ніж пори мембрани, будуть переходити з розчину у воду. Для прискорення діалізу

можна створити електричне поле (електродіаліз), що прискорює перехід іонів.

Принципи діалізу використовують в апараті “штучна нирка”, де потік крові пропуска-

ють крізь штучні навпівпроникні мембрани. З одного боку мембрани циркулює компенса-

ційна рідина, наприклад – фізіологічний розчин, а з іншого боку - кров пацієнта. В результаті

в компенсаційну рідину переходять надлишкові кількості метаболітів і токсинів, які

накопичуються при захворюваннях нирок.

Ультрафільтрація. Проводять фільтрування колоїдного розчину через навпівпроник-

ну мембрану при підвищеному тискові. При цьому колоїдні частки затримуються мембра-

ною, а домішки покидають колодний розчин.