5.1. Классификация хроматографических методов

Хроматографические методы делят: 1. По агрегатному состоянию фаз на газовую и жидкую хромато-

графию. Газовая – включает газожидкостную и газотвердофазную. Жидкостная – жидкостно-жидкостную, жидкостно-твердофазную и

жидкостно-гелиевую. Первое слово характеризует агрегатное состояние подвижной фазы.

2. По механизму взаимодействия сорбента и сорбата выделяют несколько видов хроматографии:

a) распределительная хроматография основана на различии в рас- творимости разделяемых веществ в неподвижной фазе (газожидкостная хроматография) или на различии растворимости веществ в подвижной и неподвижной жидкой фазе;

b) ионообменная хроматография – на разной способности ве- ществ к ионному обмену;

c) адсорбционная хроматография – на различии адсорбируемости веществ твердым сорбентом;

d) эксклюзионная хроматография – на различии в размерах и формах молекул веществ;

e) аффинная хроматография – на специфических взаимодействи- ях, характерных для некоторых биохимических процессов;

f) проникающая хроматография – на различии в размерах или формах молекул разделяемых веществ, например, при применении мо- лекулярных сит (цеолитов);

g) осадочная хроматография – на образовании различных по рас- творимости осадков разделяемых веществ с сорбентом;

h) адсорбционно-комплексообразовательная хроматография – на образовании координационных соединений различной прочности в фазе или на поверхности адсорбента.

3. По технике выполнения выделяют колоночную хроматогра- фию и плоскостную хроматографию.

В колоночной хроматографии сорбентом заполняют специальные трубки – колонки, а подвижная фаза движется внутри колонки благода- ря перепаду давления. Разновидность колоночной хроматографии – ка- пиллярная, когда тонкий слой сорбента наносится на внутренние стенки капиллярной трубки.

Плоскостная хроматография подразделяется на тонкослойную и бумажную. Плоскостная хроматография подразделяется на бумажную (разделение веществ проводится на специальной бумаге) и тонкослой- ную (разделение веществ проводится в тонком слое сорбента). В тонко-

170

слойной хроматографии тонкий слой гранулированного сорбента или пористая плѐнка наносится на стеклянную или металлическую пластин- ки. Тонкослойная и бумажная хроматография используются для анализа жиров, углеводов, белков и др. природных веществ и неорганических соединений.

В колоночной и тонкослойной хроматографии можно использовать любой из приведенных выше механизмов разделения, в бумажной хро- матографии чаще всего применяют распределительный и ионообмен- ный механизмы.

4. По цели хроматографирования: a) аналитическая (качественный и количественный анализ); b) препаративная (для получения веществ); c) промышленная (для автоуправления процессом). 5. По способу относительного перемещения фаз различают фрон-

тальную, элюентную и вытеснительную хроматографию. Фронтальный метод состоит в том, что через колонку с адсорбен-

том непрерывно пропускают анализируемую смесь, например, компо- нентов А и В в растворителе. В растворе, вытекающем из колонки, определяют концентрацию каждого компонента и строят график в ко- ординатах концентрация вещества – объем раствора, прошедшего через колонку. Эту зависимость обычно и называют хроматограммой или вы- ходной кривой. Вследствие сорбции веществ А и В сначала из колонки будет вытекать растворитель, а затем растворитель и менее сорбирую- щийся компонент А, затем и компонент В, и, таким образом, через неко- торое время состав раствора при прохождении через колонку меняться не будет. Метод применяется, например, для очистки раствора от при- месей, если они сорбируются существенно лучше, чем основной компо- нент, или для выделения из смеси наиболее слабо сорбирующегося ве- щества.

Проявительный (элюентный) метод. При работе по этому методу в колонку водят порцию анализируемой смеси, содержащей компоненты А и В в растворителе, и колонку непрерывно промывают газом- носителем или растворителем. При этом компоненты анализируемой смеси разделяются на зоны: хорошо сорбирующееся вещество В зани- мает верхнюю часть колонки, а менее сорбирующийся компонент А бу- дет занимать нижнюю часть. В газе или растворе, вытекающем из ко- лонки, сначала появляется компонент А, далее – чистый растворитель, а затем компонент В. Чем больше концентрация компонента, тем выше пик и больше его площадь, что составляет основу количественного хро- матографического анализа. Проявительный метод дает возможность разделять сложные смеси, он наиболее часто применяется в практике.

171

Недостатком метода является уменьшение концентрации выходящих растворов за счет разбавления растворителем или газом-носителем.

Вытеснительный метод. В этом методе анализируемую смесь ком- понентов А и В в растворителе вводят в колонку и промывают раство- ром вещества D (вытеснитель), которое сорбируется лучше, чем любой из компонентов анализируемой смеси. Концентрация раствора при хро- матографировании не уменьшается. Существенным недостатком метода является возможное наложение зоны одного вещества на зону другого, поскольку зоны компонентов в этом методе не разделены зоной раство- рителя.

В хроматографии чаще всего используют методику элюентного анализа, в этом случае наблюдаемый пик в координатах концентрация- объем называют хроматографическим пиком и характеризуют высотой, шириной и площадью.