Фронтальный метод

При работе по фронтальному методу анализируемая смесь непрерывно пропускается через слой сорбента. Если анализируется смесь двух компонентов А и В, растворенных в несорбирующемся растворителе Е, то первым из колонки вследствие сорбции компонентов А и В начинает вытекать чистый растворитель. После насыщения сорбента менее сорбирующимся компонентом А из колонки вытекает раствор вещества А в растворителе Е. Наконец, когда сорбент насытится и следующим веществом В, наступает проскок вещества В и из колонки вытекает раствор компонентов А и В. Если третий компонент отсутствует, то через слой сорбента проходит раствор, содержащий исходные вещества. В случае более сложной смеси исходная концентрация всех компонентов будет достигнута после насыщения сорбента всеми компонентами смеси.

Рис. 2. Схема фронтального анализа.

Таким образом фронтальным методом в чистом виде можно выделить только один наименее сорбируемый компонент смеси, но зато его концентрация выше, чем в исходной смеси.

Фронтальный метод применяется для очистки некоторых веществ от примесей, если эти примеси сорбируются значительно лучше, чем очищаемое вещество. Он применяется также для определения некоторых физико-химических констант изучаемых веществ, например, при изучении изотерм сорбции из растворов.

Преимущество: Позволяет концентрировать некоторые вещества и очищать их от примесей.

Недостатки: 1) Необходимо регенерировать колонку перед повторным использованием. 2) Компоненты смеси не разделяются (за исключением одного).

Вытеснительный метод

При работе по этому методу колонку, заполненную сорбентом, промывают вначале чистым растворителем Е, а затем вводят некоторое количество раствора анализируемых веществ, например, А и В, в растворителе Е. В отличие от проявительного метода сорбент промывают не чистым растворителем, а раствором вещества D, сорбирующегося сильнее каждого из компонентов анализируемой смеси. Такое вещество называют вытеснителем.

При промывании сорбента, содержащего компоненты анализируемой смеси, раствором вытеснителя анализируемая смесь перемещается впереди фронта вытеснителя и разделяются на зоны, каждая из которых соответствует одному компоненту. Все зоны движутся с одной скоростью, равной скорости движения зоны вытеснителя. Компоненты разделяемой смеси выходят из колонки последовательно друг за другом.

Рис. 3. Схема вытеснительного анализа.

Преимущества: 1) В этом методе процедура анализа сводится к определению длин и высот ступенек. 2) Компоненты смеси не разбавляются растворителем.

Недостаток: Зоны компонентов не разделены зоной чистого растворителя, поэтому всегда имеет место более или менее заметное наложение зоны одного вещества на зону другого (на рис. 3 это зоны А+В+Е и В+D+Е). Это особенно заметно в случае газов, поэтому этот метод не нашел применения в газовой и газо-жидкостной хроматографии.

Комбинированный метод

Комбинированный метод по сути схож с вытеснительным. Для успешного проведения вытеснительного анализа необходимо правильно выбирать концентрацию вытеснителя. На рис. 4 приведены графики изотерм сорбции четырех веществ и вытеснителя. Концентрацию вытеснителя необходимо выбирать таким образом, чтобы прямая линия, проведенная через начало координат и точку на изотерме сорбции вытеснителя, пересекала все изотермы сорбции компонентов смеси.

Если сорбируемость некоторого вещества, например четвертого, настолько мала, что не происходит пересечения с этой прямой, то этот компонент проходит через слой так быстро, что не может быть достигнут фронтом следующего компонента, движущимся со скоростью движения фронта вытеснителя и появляется на диаграмме в виде отдельного пика. Это и есть комбинированный метод.

При увеличении концентрации вытеснителя, скорость движения его фронта увеличивается, и мы можем перейти к полностью вытеснительному методу.

Рис. 4. Схема комбинированного метода для четырех веществ.

Преимущество: Можно получит в чистом виде два вещества, правда одно будет разбавлено растворителем, а другое будет с наложением зон.

Недостатки те же, что и у вытеснительного метода.