2.3.2 Характеристика элюирующей способности растворителя

При разделении многокомпонентных смесей за приемлемое время одна подвижная фаза в качестве элюента не может разделить все компоненты пробы (особенно это касается смесей, содержащих соединения с резко различающейся полярностью). В этом случае применяют метод градиентного элюирования, в котором необходима подвижная фаза с возрастающей элюирующей способностью. На элюирующую способность растворителя влияют следующие основные факторы:

• взаимодействие между молекулами подвижной фазы и хроматографируемого соединения;

• взаимодействие между адсорбированными молекулами хроматографируемого соединения и молекулами подвижной фазы;

• взаимодействие между адсорбированными молекулами подвижной фазы и неподвижной фазой.

В адсорбционной хроматографии для характеристики элюирующей сопосбности растворителя используют понятие элюирующая сила ε^о. Данная величина показывает, во сколько раз энергия сорбции данного элюента на данном сорбенте больше, чем энергия сорбции элюента, выбранного в качестве стандарта (н-пентана). Для получения значений элюирующей силы для каждого растворителя, были найдены средние времена удерживания большого числа растворенных веществ на конкретных сорбентах (обычно силикагеле и оксиде алюминия). В табл. 5 приведены значения ε^о для некоторых растворителей на ряде неподвижных фаз.

Таблица 5	Элюирующая сила некоторых растворителей на различных сорбентах
Растворитель	εо (Al2O3)	εо (SiO2)	εо (C18)
Пентан	0.00	0.00	–
Гексан	0.00 – 0.01	0.00 – 0.01	–
Изооктан	0.01	0.01	–
Циклогексан	0.04	0.03	–
Тетрахлорид углерода	0.17 – 0.18	0.11	–
Толуол	0.20 – 0.30	0.22	–
Бензол	0.32	0.25	–
Диэтиловый эфир	0.38	0.38 – 0.43	–
Хлороформ	0.36 – 0.40	0.26	–
ТГФ	0.45 – 0.62	0.43	3.7
Ацетон	0.56 – 0.58	0.47 – 0.53	8.8
Этилацетат	0.58 – 0.62	0.38 – 0.48	–
Ацетонитрил	0.52 – 0.65	0.50 – 0.52	3.1
1-пентанол	0.61	–	–
Пиридин	0.71	–	–
Этанол	0.88	–	3.1
Метанол	0.95	0.70 – 0.73	1.0
ДМФО	–	–	7.6
Вода	–	–	–

Расположение растворителей в соответствии с возрастанием их элюирующей силы называют элюотропным рядом. Эти ряды являются одним из первых наборов данных, используемых для оценки силы растворителя по его влиянию на удерживание растворенных веществ. При сравнении элюирующей силы двух растворителей слабым называют растворитель, дающий большее время удерживания, тогда как сильным – растворитель, дающий меньшее время удерживания. Например, на силикагеле, для которого ε^о находится в диапазоне от 0 до 1, гексан с низким значением ε^о (0.01) является очень слабым растворителем, в то время как метанол с большим значением ε^о (0.95) – очень сильным растворителем.

В целом, связь между ε^о и удерживанием такова, что с ростом величины элюирующей силы, удерживание растворенных веществ уменьшается. Более конкретно можно сказать, что увеличение ε^о на 0.05 уменьшает фактор удерживания k в 2 – 4 раза, и, наоборот, при уменьшении ε^о на 0.05 k увеличивается в 2 – 4 раза.

В распределительной хроматографии силу растворителя обычно характеризуют величиной полярности Р'. В нормально-фазовом варианте хроматографии с увеличением полярности растворителя его сила растет, а в обращенно-фазовом варианте – убывает.

Для расчета полярности смеси растворителей в первом приближении индексы полярности индивидуальных растворителей суммируются:

,

где φ – объемная доля растворителя.

Например, для смеси, состоящей на 70% из воды и 30% СН₃ОН, полярность будет равна .