5.1.3 Анализ плоскостных хроматограмм

Разделяемые вещества на пластинке или полоске бумаги образуют отдельные зоны (пятна), положение которых на хроматограмме характеризуют с помощью величины R_f – относительной скорости перемещения компонентов. Экспериментально величину R_f определяют как отношение расстояния, пройденного зоной вещества от стартовой линии до центра зоны (x), к расстоянию от стартовой линии до границы фронта растворителя к концу опыта (L):

В случае несимметричных пятен используют расстояние, пройденное до максимума интенсивности окраски.

Согласно определению величина R_f может принимать значения от 0 до 1. Очевидно, что если R_f = 0, то вещество остаётся на старте, а если R_f = 1, то оно поднимается с фронтом растворителя. Величина R_f зависит от природы вещества, подвижной и неподвижной фазы, условий хроматографирования и, в определённых пределах, не зависит от концентрации вещества.

Величина R_f является качественной хроматографической характеристикой вещества. Однако ее существенным недостатком является зависимость от большого количества факторов, не всегда поддающихся достаточному контролю. Поэтому на практике часто пользуются относительной величиной, равной отношению подвижности определяемого вещества и стандарта:

Величина R_st может принимать значения как меньшие, так и большие 1. Стандартное вещество в том же растворителе наносится на стартовую линию рядом с анализируемой пробой, и, таким образом, хроматографируется в тех же условиях.

Величина R_f связана с коэффициентом распределения вещества (D) и фактором удерживания неподвижной фазы по отношению к данному веществу (k) следующими уравнениями:

Рис. 14. Расчёт эффективности разделения в плоскостной хроматографии

и

Для того чтобы оценить эффективность разделения в плоскостной хроматографии, измеряют расстояние от стартовой линии до нижнего края пятна данного вещества и расстояние от нижней до верхней границы этого пятна (w) – рис. 14. Число теоретических тарелок (N) и высоту эквивалентную теоретической тарелке (H) рассчитывают по формулам:

и

Коэффициент разделения () и разрешение (R_s) в плоскостной хроматографии рассчитывают следующим образом:

и

ªПРИМЕР .1

При хроматографировании аминазина (1) и дипразина (2) на хроматографической пластинке «Силуфол» при использовании в качестве подвижной фазы смеси ацетона и 0.25 М NaBr в объемном соотношении 1:1 были получены следующие результаты: расстояния от линии старта до центра пятен (1) и (2) соответственно равны 20.0 и 32.0 мм; диаметр пятен (1) и (2) – 4.0 и 3.0 мм; расстояние от линии старта до линии финиша – 100.0 мм. Рассчитайте значения R_f, k, N и Н для обоих веществ, а также величины коэффициента разделения и разрешения.

Решение

Расчетные формулы и полученные величины основных хроматографических характеристик аминазина и дипразина выглядят следующим образом:

Характеристика	Расчетная формула	Рассчитанное значение
		Аминазин (1)	Дипразин (2)
Коэффициент подвижности Rf		0.200	0.320
Фактор удерживания k		4.00	2.13
Число теоретических тарелок N		400	1820
Высота эквивалентная теоретической тарелке Н		0.25	0.055

Коэффициент разделения и разрешение аминазина и дипразина будут равны:

Для характеристики разрешения двух соседних пятен также используется уравнение Снайдера. Согласно нему разрешающая способность зависит от трех факторов:

1. селективности;

2. структуры слоя сорбента;

3. среднего значения величины R_f для разделяемой пары.

Для максимального разрешения оптимальным является значение R_f ≈ 0.3 – 0.5.