Проявительный (элюационный) метод заключается в том, что сорбаты переносятся через сорбционный слой потоком элюента, сорбирующегося хуже любого из сорбатов. В этом случае разделенные компоненты анализируемой смеси выделяются из хроматографической колонки в потоке элюента, в промежутке между которыми (при чётком разделении) из колонки выходит чистый элюент.
Основные преимущества проявительного метода: а) сорбент постоянно регенерируется элюентом, и поэтому после выхода наиболее сорбируемого компонента смеси сразу же может начато разделение следующей смеси; б) при соответствующих условиях компоненты могут быть практически полностью изолированными друг от друга и будут находиться лишь в смеси с элюентом; в) если концентрация компонента соответствует линейному участку изотермы сорбции, время элюирования его при заданных постоянных условиях является постоянной величиной и может быть использовано для целей идентификации.
Фронтальный метод. Он заключается в непрерывном пропускании исследуемой смеси через слой сорбента. При этом на сорбенте образуются зоны, содержащие последовательно увеличивающиеся количества компонентов, а из колонки вначале выходит порция наименее сорбирующегося вещества, а в конце – порция, состав которой соответствует составу исходной смеси.
Вытеснительный метод. Этот метод заключается в переносе разделяемой смеси потоком вещества (вытеснителя), сорбирующегося лучше любого из компонентов смеси. В процессе вытеснительного анализа образуются отдельные примыкающие друг к другу зоны компонентов, которые располагаются в порядке увеличения их сорбируемости.
В зависимости от природы процесса, обусловливавшего распределение сорбатов между подвижной и неподвижной фазами, различают адсорбционную, распределительную, ионообменную, осадочную и гель-хроматографию.
Адсорбционная хроматография. Здесь элементарным актом является адсорбция и разделение, основанное на различии в адсорбируемости смеси компонентов на данном сорбенте.
Распределительная хроматография. В этом виде хроматографии элементарным актом является растворение и разделение, основанное на различии в растворимости сорбатов в подвижной и неподвижной фазах или на различии в стабильности образующихся комплексов.
Ионообменная хроматография. В ней разделение основано на различии констант ионообменного равновесия.
Осадочная хроматография. В этой хроматографии разделение основано на различной растворимости осадков в подвижной фазе. Гель-хроматография. В гель-хроматографии разделение основано на различии в проницаемости молекул разделяемых веществ в геле (неподвижная фаза) и обусловлено размерами пор геля и молекулами разделяемой смеси. Компоненты элюируются в порядке уменьшения их молекулярного веса.
В зависимости от агрегатного состояния подвижной и неподвижной фаз различают варианты жидкостной и газовой хроматографии.
Жидкостной хроматографией называют хроматографию, в которой подвижной фазой является жидкость. В этом виде имеются промежуточные варианты. Например, жидкостно-жидкостная хроматография, где подвижной и неподвижной фазами служит жидкость или жидкостно- адсорбционная хроматография, где неподвижной фазой служит адсорбент, а подвижной – жидкость.
Газовой хроматографией называют процесс, в котором подвижной фазой является газ (или пар). Различают следующие варианты:
а) газо-адсорбционная (правильнее – газо-твердая) хроматография, в которой неподвижной фазой служит твердый сорбент, а подвижной – газ; б) газо-жидкостная хроматография – в ней неподвижной фазой служит жидкость, нанесенная на инертный носитель, а подвижной – газ
Колоночная хроматография характеризуется тем, что процесс проводят в насадочной колонке (колонку заполняют насадкой-сорбентом) или капиллярной колонке (внутреннюю стенку капилляра покрывают слоем жидкости или пылью адсорбата).
Плоскостная хроматография осуществляется на плоскости и включает хроматографию на специальной бумаге и тонкослойную. В последнем случае на твердую пластину наносят слой сорбента
ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ СУЩНОСТЬ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
•Хроматографический метод, в котором в качестве подвижной фазы используется газ, называется газовой хроматографией (ГХ). Этот метод является оптимальным для анализа смеси газов, жидкостей и растворов твёрдых веществ, переходящих при нагревании в парообразное состояние без разложения. Существует два основных варианта ГХ: газо-адсорбционная (ГАХ) и газо-жидкостная (ГЖХ) хроматография
Хроматографический процесс в ГАХ представляет собой многократно повторяющийся процесс адсорбции газо- и парообразных веществ на сорбенте с развитой поверхностью (оксиде алюминия, активированных углях, графитированных сажах) и десорбции этих веществ. Разделение компонентов смеси происходит именно за счёт различий скоростей адсорбции и десорбции их на сорбенте, что приводит к различной скорости продвижения компонентов смеси по хроматографической колонке вместе с подвижной газообразной фазой.
Принцип ГЖХ заключается в следующем: анализируемая проба, переведенная в парообразное состояние, смешивается с потоком газа-носителя и поступает в хроматографическую колонку, заполненную твёрдым носителем, на поверхность которого нанесен тонкий слой высококипящей жидкости. Хроматографируемое вещество, растворяясь в этой жидкости, распределяется между газообразной подвижной фазой (ПГФ) и неподвижной жидкой фазой (НЖФ)
Вещество, находясь в НЖФ, не продвигается по колонке. Та часть анализируемой пробы, которая осталась в ПГФ, переносится ею на другой участок хроматографической колонки, где устанавливается динамическое равновесие между ПГФ и НЖФ, при этом вещество переходит в НЖФ. При поступлении новой порции газа-носителя на участок, где в НЖФ растворена часть анализируемой пробы, наступит опять равновесие между НЖФ и ПГФ, в результате чего часть анализируемой пробы в соответствии с коэффициентом распределения опять перейдет из НЖФ в ПГФ и продвинется вместе с нею по колонке. Таким образом, хроматографический процесс представляет собой многократно повторяющийся переход парообразного вещества из ПГФ в НЖФ и обратно. Разделение компонентов смеси в ГЖХ основано на различии их коэффициентов распределения. Менее растворимый в НЖФ компонент пройдет колонку быстрее, чем более растворимый, т. к. время пребывания его в НЖФ будет меньше. Оба варианта ГХ осуществляются, в приборах, называемых газовыми хроматографами. Практически во всех хроматографах реализуется проявительный вариант хроматографического процесса.
1 – баллон высокого давления с газом-носителем; 2 – стабилизатор потока; 3 и 3' – манометры; 4 – хроматографическая колонка; 5 – устройство для ввода пробы и испаритель; 6 – термостат; 7 – детектор; 8 – самописец; 9 – расходомер.
Жидкая или газообразная проба вводится в испаритель хроматографа, где переводится в парообразное состояние (5). Затем вместе с газом-носителем компоненты смеси поступают в хроматографическую колонку (4), в которой они продвигаются с различной скоростью в зависимости от коэффициента распределения КД (в случае ГЖХ) и от адсорбируемости на адсорбенте (в ГАХ). Компоненты смеси, удерживаясь в колонке различное время, покидают её с газом-носителем последовательно и поступают в детектор (7).