книги из ГПНТБ / Волынец М.П. Тонкослойная хроматография в неорганическом анализе [Текст] 1974. - 151 с

хроматографического процесса. Растворитель из резервуара 2 подается на пластинку и стекает с нее в камеру по полоскам филь­ тровальной бумаги, помещенным в верхней и нижней щелях 4.

При горизонтальном хроматографировании подвижный раство­ ритель перемещается по горизонтально расположенной лластинке в горизонтальном направлении. Такой способ применяют в случае круговой радиальной хроматографии, которую проводят на при­ боре, показанном на рис. 10 [1, стр. 42]. Для этого пластинку с за­ крепленным слоем сорбента и нанесенной по кругу вокруг центра разделяемой смесью веществ помещают на стеклянный кристалли­ затор слоем внутрь. Растворитель подают из чашки при помощи

3

Рис. 10. Простейшая камера для круговой тонкослойной хроматографии

I —пластинка; 2 —сорбционный слой; 3 —отверстие диаметром 2 мм; 4 —место нанесения пробы; 5 —ватный фитиль; 6 —чашка Петри; 7 ■—растворитель

ватного жгута в центр пластинки. Такое устройство обеспечивает хорошее насыщение камеры. Зоны разделенных веществ распола­ гаются на хроматограмме концентрическими кольцами.

Проточный метод (БН-камера) и метод горизонтальных закрытых камер, в которых хроматографирование проводится в горизон­ тальном направлении, редко применяется в ТСХ неорганических веществ. Устройства для проведения таких процессов описаны в [90, стр. 30-32].

Устройства для нанесения анализируемого вещества

Пробы анализируемых веществ объемом 0,001—0,005 мл (в слу­ чае нанесения в виде точек) или до 0,1—0,2 мл (при нанесении в виде полоски рядом капля за каплей) наносят при помощи пипе­ ток или специально калиброванного стеклянного капилляра.

Вколичественных анализах точность результатов, получаемых

вТСХ, в значительной степени зависит от точности, с которой ве­ щество наносят на хроматографические пластинки, и чем меньше количество определяемого вещества, тем труднее получить требуе­ мую воспроизводимость загрузки. Обычно в этих случаях пробы наносят на пластинку с помощью микрометрических шприцев («Агла», «Гамильтон» и др.) и микропипеток емкостью 1—5—10 мкл, калиброванной стеклянной трубки с резиновым баллончиком (на­ пример, фирмы «Шандон»).

39

вероятно, и капиллярность. Поэтому ошибки при нанесении рас­ твора микропипеткой оказываются в ряде случаев меньше оши­ бок, получаемых при нанесении шприцем.

Площадь пятен при нанесении эквивалентных проб должна быть одинаковой и подсушивать их следует в токе холодного воздуха воизбежание удерживания вещества на линии старта за счет необ­

Пульверизаторы

Обнаружение зон разделенных веществ на хроматограмме обыч­ но производится опрыскиванием подходящими растворами, даю­ щими цветные или люминесцентные реакции с открываемыми ионами.

При этом могут быть использованы пульверизаторы различных, конструкций, например, такой, как изображен на рис. 11.

Зарубежные фирмы («Дезага», «Шандон» и др.) выпускают стан­ дартные комплекты необходимого оборудования для ТСХ.

40

СПОСОБЫ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ} РАЗДЕЛЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ. ДОКУМЕНТАЦИЯ

Для локализации на хроматограмме зон веществ, обладающих собственной окраской, не требуется специальной дополнительной обработки слоя сорбента на пластинке. В случае обнаружения веществ по собственной флуоресценции хроматограммы рассматри­ вают при облучении УФ-светом.

Если разделяемые компоненты бесцветны, то для их обнару­ жения хроматограммы нужно проявить путем опрыскивания рас­ творами подходящих цветных или люминесцентных реагентов.

Список реагентов, используемых для обнаружения неорганических ионов, приведен в приложении к гл. 3, стр. 102.

Опрыскивают хроматограммы из пульверизаторов различных конструкций в вытяжных шкафах. Опрыскивать слой следует рав­ номерно, по возможности минимальным количеством проявляющего раствора, который должен быть диспергирован с помощью пульве­ ризатора до очень мелких капель. Наиболее равномерное опрыски­ вание достигается в том случае, если движение струи происходит по схеме, представленной на рис. 12.

После опрыскивания пластинку для проявления пятен иногда выдерживают в специальных камерах в парах аммиака или нагре­ вают до 100— 150° С в сушильном шкафу или под ИК-лампой.

Для обнаружения пятен на незакрепленном слое сорбента опрыскивание хроматограммы удобно проводить так, как это опи­ сано в [1, стр. 47]: опрыскиваемую пластинку помещают в стеклян­ ный колпак диаметром 20—30 см и высотой 40—60 см, установлен­ ный с наклоном 15—20° (рис. 13). Подставкой для пластинки слу­ жит столик, сделанный из стеклянной палочки. Колпак закрывают стеклом, в котором просверлено отверстие для кончика пульвери­ затора. Струю проявляющего раствора направляют под столик.

41

Г л а в а 3

КАЧЕСТВЕННОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ИОНОВ МЕТОДОМ ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Качественный анализ исследуемого вещества, т. е. открытие элементов или ионов, входящих в его состав, может быть выполнен с использованием хроматографии в тонком слое сорбента на пла­ стинке. Последний метод является простым и быстрым способом качественного обнаружения и полуколичественного определения малых количеств веществ. Объем анализируемого раствора при этом может быть очень малым (тысячные доли миллилитра).

После разделения на тонком слое сорбента вещества могут быть ■открыты либо по присущей им собственной окраске, либо (что бы­ вает чаще всего в неорганической ТСХ) путем обработки (опрыс­ кивания) хроматограммы реактивами, образующими с ними раз­ лично окрашенные или флуоресцирующие соединения. Открыва­ емый минимум при этом зависит от чувствительности цветной (или

.люминесцентной) реакции с реагентом, используемым для прояв­ ления хроматограммы. Обычно таким способом можно обнаруживать десятые или сотые (изредка тысячные) доли микрограмма неорга­ нических ионов. В случае идентификации радиоактивных изотопов возможно обнаружение методом радиоавтографии невесомых ко­ личеств элементов (см. гл. 6).

В приложении к настоящей главе приведены примеры исполь­ зуемых на практике реактивов для обнаружения ионов на тонко­ слойных хроматограммах и соответствующие литературные ссылки.

Перечисленные реактивы были подобраны для определенной хроматографической системы. В ряде случаев состав подвижной -фазы, пропитывающей тонкий слой сорбента при проведении хро­ матографического процесса, может оказывать значительное влияние па эффективность действия обнаруживающего реагента.

Однако, по нашему мнению, приводимые сведения будут полез­ ными при выборе подходящего реактива для идентификации не­ органических ионов на хроматограммах.

Метод ТСХ пригоден для идентификации практически всех не­ органических ионов. Ниже приводятся опубликованные в литера­ туре сведения о качественном анализе различных групп элементов с использованием техники тонкослойной хроматографии.

Для удобства читателей и компактности изложения материала основные сведения об условиях выполнения анализа суммированы

43

всоответствующих таблицах. При составлении таблиц по группам элементов мы столкнулись с большими трудностями по размещению

вних материала, так как невозможно было выработать строгий принцип для систематизации работ. Поэтому было решено в преде­ лах каждой таблицы по-возможности располагать разделяемыесмеси в последовательности, соответствующей группам периодиче­ ской системы элементов. Однако из-за сложности композиций неко­ торых смесей, включающих элементы различных групп, нередко приходилось делать отступления от принятого правила. Автор осознает, что это затруднит читателю пользование таблицами, при­ носит за это извинения, но не видит другого выхода.

Вкаждом разделе обращается внимание на некоторые своеобраз­ ные приемы в технике работы, используемые с целью улучшения эффективности разделения ионов.

Особое внимание уделено описанию работ, посвященных реше­ нию современных актуальных проблем аналитической химии, на­ пример разделению редких и редкоземельных элементов, платиновых металлов. Наиболее интересные (с точки зрения автора) или иллю­ стрирующие различные методические приемы методики описаны подробнее, приведены полученные хроматограммы.

РАЗДЕЛЕНИЕ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ КАТИОНОВ

Наибольшее число работ по неорганической ТСХ посвященоразделению и идентификации катионов. Первые работы в области анализа неорганических солей методом ТСХ были связаны с сис­ тематическим ходом анализа неорганических элементов, входящих в органические соединения: предварительное разделение исследу­ емой смеси неорганических ионов на аналитические группы клас­ сическим методом анализа и последующее разделение с помощьюТСХ катионов групп меди, сульфида аммония, карбоната аммония,, щелочной группы, смеси анионов на отдельные компоненты [90,.

стр. 467—474].

В последующем появилось большое число работ, посвященных анализу собственно неорганических соединений. Мы считаем целе­ сообразным сгруппировать и классифицировать их при описании по следующим группам элементов: переходные, непереходные,, лантаноиды, актиноиды. В особые группы выделяются также работы,, связанные с разделением разновалентных форм элементов и посвя­ щенные полному и систематическому анализу катионов.

Щелочные и щелочноземельные элементы

В табл. 1 приведены работы, посвященные разделению этих элементов. На первых этапах различные авторы использовали си­ ликагель без гипса. В качестве подвижного растворителя применяли смеси метанола, этанола, пропанола с уксусной кислотой, а также-

44

В этой и других таблицах в скобках приведена длина пробега растворителя.

е добавками ацетилацетона и других комплексообразующих ве­ ществ [79, 379]. Однако в этих условиях четкого разделения не достигалось.

Лучшие результаты получаются на целлюлозе [172, 173], маи­ совом крахмале [142]. Значения Rf обычно согласуются для от­ дельных катионов и для смеси. Эти способы дают возможность отделять и обнаруживать 1 - 10_s—5 -ІО-9 г-экв каждого из изуча­ емых катионов, т. е. меньшие количества, чем в бумажной хромато­ графии. На целлюлозе удается отделять каждый щелочноземельный элемент из смесей при его отношении к остальным щелочноземель­ ным элементам до 1 : 500. Магний можно отделять не только от больших количеств Be, Ca, Sr, Ва, но и от Fe, Ті, Со, Ni, Zn, Zr, Cd, Sb, Bi [173].

Например, в работе [172] было проведено систематическое ис­ следование систем спирт—кислота—вода, применяемых как под­ вижные растворители при разделении щелочноземельных элементов (Be, Mg, Ca, Sr, Ва) на слоях целлюлозы. Установлено, что две системы обеспечивают четкое и примерно одинаковое разделение

Ниже приведены соответствующие значения Rf щелочноземель­ ных элементов для двух систем подвижного растворителя:

Методика работы заключается в следующем.

На слой сорбента — целлюлозы MN-300 HR (без связующего средства) 1 зернением 10 міс наносят с помощью пипетки «Гамильтон» от 2 до 10 мкг катионов

в виде растворов солей Be (МОз)2'4НоО; MgCL-6Н„0; СаСІ2"2Н20; SrClo-бНоО; ВаСІ2-2НаО.

После подсушивания пятен развивают хроматограмму в С-камере фирмы «Дезага». Перед идентификацией хроматограмму высушивают, насыщают парами NH3, опрыскивают этанольным раствором 8-оксихіінолина и рассматривают при дневном свете или под УФ-излучением. Ниже приведены цветные реакции ионов и чувствительность их определения:

1 Для приготовления 5 пластинок размером 20 X 20 см используют 15 г порошка целлюлозы и 70 мл дистиллированной воды. Смесь гомогенизируют с помощью

злектромешалки.

48