1.3 Бумажная и тонкослойная хроматография
Бумажная и тонкослойная хроматографии относятся к плоскостным хроматографическим методам, которые по своим аналитическим возможностям удачно дополняют колоночные хроматографические методы.
Механизм разделения в бумажной и тонкослойной хроматографии может быть различным: распределительным, адсорбционным, ионообменным, осадочным или смешанным.
В бумажной хроматографии в большинстве случаев на практике реализуется распределительный механизм. Бумажная хроматография относится к жидкость-жидкостной распределительной хроматографии, в которой подвижной и неподвижной фазами служат жидкости, и разделение веществ достигается за счёт различного распределения их между двумя жидкими фазами.
Неподвижной фазой, как правило, является вода, удерживаемая твёрдым носителем – хроматографической бумагой, а подвижная фаза представляет собой органический растворитель (или смесь растворителей) с добавлением кислот и воды.
В тонкослойной хроматографии процесс разделения происходит в слое тонкодисперсного сорбента, нанесённого на стеклянную или металлическую пластинку.
В зависимости от направления движения подвижной фазы различают несколько способов получения хроматограмм: восходящий и нисходящий, линейный и круговой, одномерный и двумерный и др.
Анализ смеси веществ этими методами проводится по следующей схеме: на полоску бумаги или пластинку на небольшом расстоянии от одного из её концов наносят на линию старта в виде капли смесь разделяемых веществ, а рядом пробы чистых веществ, наличие которых предполагается в пробе. После высыхания край бумаги (пластинки) погружают в подвижную фазу, налитую на дно хроматографической камеры, плотно закрывают камеру и оставляют на некоторое время. При этом бумажная лента (или пластинка) находится в вертикальном положении (восходящий вариант). Подвижная фаза под действием капиллярных сил поднимается, а вместе с ней перемещаются с различной скоростью анализируемые вещества. Когда фронт подвижной фазы приблизится к противоположному концу бумаги (пластинки) или пройдёт заданное расстояние, их вынимают и сушат.
Если хроматографируемые вещества окрашены, то их зоны в виде пятен наблюдаются визуально. Если зоны бесцветны, то их обнаруживают различными приёмами: проявляют хроматограмму раствором проявителя, который даёт с определяемым веществом окрашенный продукт реакции (проявитель наносят путём распыления с помощью пульверизатора); воздействуют ультрафиолетовыми лучами и обнаруживают вещества по возникновению их собственной флуоресценции; используют метод радиоактивных индикаторов и др. Далее проводят качественное и количественное определение разделенных компонентов.
Рисунок 1.5 – Схема разделения веществ методом
Тонкослойной хроматографии
Скорость
движения веществ по бумаге или пластинке
определяется величиной коэффициента
распределения и характеризуется
величиной коэффициента скорости
движения, так называемым Rf–ин-дексом.
Rf
–индексы
представляют собой отношение высоты
поднятия центра хроматографической
зоны (пятна) данного компонента к высоте
поднятия фронта растворителя (Rf1
=
;
Rf2
=
;Rf3
=
и т.д.) (рисунок 1.5).Rf
– индексы используются в бумажной и
тонкослойной хроматографии для
идентификации веществ. Необходимо,
однако, отметить, что величина Rf
–индекса
кроме зависимости от природы разделяемых
веществ зависит от типа хроматографической
бумаги (твёрдого сорбента в ТСХ),
температуры, степени чистоты растворителей
и др. Значения Rf
–индексов
для многочисленных веществ при
определённых условиях приведены в
справочной литературе.
Количественный анализ проводят или непосредственно на хроматограмме исходя из пропорциональности между количеством вещества и площадью пятна (или по интенсивности окраски пятна для окрашенных веществ) или путём извлечения (элюирования) анализируемого вещества с хроматограммы растворителем и последующем измерении концентрации вещества в экстракте различными химическими, физико-химическими методами (спектрометрия, полярография и др.).