25. Хроматографические методы анализа вещества (теория).

Хроматография (от греч. chroma (chromatos) — цвет и grapho— пишу, т. е. «запись цвета» или «цветопись») — физический метод разделения многокомпонентных смесей, при котором компоненты смеси в процессе разделения распределяются между двумя фазами, одной из которых является неподвижный слой с большой поверхностью, а другой — поток, фильтрующийся через неподвижный слой. Разделение компонентов при этом происходит за счет различия их скоростей движения через неподвижный слой, связанного с различной сорбируемостью компонентов этим слоем. В настоящее время хроматография является наиболее универсальным методом разделения многокомпонентных смесей веществ самой различной природы (металлов, жидкостей, газов, биологических сред и т. д.). Как метод разделения хроматография находит применение в технологических процессах. Наиболее успешное ее применение связано с задачами анализа состава многокомпонентных смесей.

Для автоматического анализа состава непосредственно на потоках химикотехнологических процессов в настоящее время применяются хроматографические анализаторы, реализующие так называемый проявительный (элюентный) колоночный метод хроматографического анализа.

Газовая хроматография применяется для газов разделения, определения примесей вредных веществ в воздухе, воде, почве, промышленных продуктах; определения состава продуктов основного органического и нефтехимического синтеза, выхлопных газов, лекарственных препаратов, а также в криминалистике и т.д.

Жидкостная хроматография используется для анализа, разделения и очистки синтетических полимеров, лекарственных препаратов, детергентов, белков, гормонов и др. биологически важных соединений. Использование высокочувствительных детекторов позволяет работать с очень малыми количествами веществ, что исключительно важно в биологических исследованиях.

Wi = RiWв-н,

где Ri — коэффициент удерживания, определяемый как доля от общего количества i-го компонента, находящаяся в подвижной фазе; Wв-н — скорость вещества-носителя. Коэффициент Ri зависит от природы компонента, неподвижной и подвижной фаз, молекулярной массы компонента, температуры и давления колонки. Он характеризует сорбируемость компонента на данной неподвижной фазе. Время движения компонента по хроматографической колонке принято называть временем удерживания. Приближенное время удерживания некоторого i'-го компонента

τi = L/Wi,

где L — длина хроматографической колонки.

Время анализа ~1 час, КТ – 2-5. ДИ 10^-2-10^-5, 100%.

26. Схема хроматографа и его работа.

Доза исследуемой смеси A+B строго определённого объёма вводится дозатором 1 в поток подвижной фазы C и попадает в хроматографическую колонку 2 (I). В колонке вследствие взаимодействия с неподвижной фазой В компоненты смеси A и B замедляют движение и приобретают разные скорости. Различие скоростей движения и компонентов в колонке приводит к образованию зон бинарных смесей (компонент + подвижная фаза), разделённых зоной чистой подвижной фазы (II). При дальнейшем перемещении компонентов по колонке зона чистой подвижной фазы между ними увеличивается до тех пор, пока компоненты не выйдут с потоком подвижной фазы из колонки (III, IV). После выхода из колонки компоненты в установившейся последовательности поступают в детектор 3 – устройство, преобразующее изменение состава подвижной фазы в выходной электрический сигнал. Этот сигнал регистрируется вторичным прибором 4 в виде графика, называемого хроматограммой.