7.3. Классификация по способу проведения процесса

Подвижную фазу, вводимую вслой неподвижной фазы, называют элюентом, а выходящую из колонки - элюатом. Распределение компонентов в виде отдельных зон в колонке называется внутренней хроматограммой. Графическое изображение распределения веществ в элюате называют внешней, или просто хроматограммой. Существуют три способа проведения хроматографического процесса, называемые проявительной, или элюентной хроматографией, фронтальной хроматографией и вытеснительной хроматографией.

Проявительная хроматография - наиболее распространенная. Колонку промывают растворителем, затем вводят разделяемую смесь. После этого непрерывно пропускают растворитель. Разделяемые вещества продвигаются в колонке с разными скоростями, на выходе сначала появляется наименее сорбируемый компонент, затем следующий и т.д. Хроматограмма имеет ряд пиков, имеющих форму гауссовой кривой (рис.7.1; вещество А слабее всех сорбируется, вещество С - сильнее всех). Можно достичь полного разделения, но недостаток - анализируемые компоненты на выходе разбавлены растворителем.

Вытеснительная хроматография. В колонку вводят немного разделяемой смеси, затем через колонку непрерывно пропускают раствор вещества - вытеснителя, обладающего лучшей сорбируемостью, чем любой из компонентов. По мере продвижения элюент вытесняет ближайшее вещество С, которое в свою очередь вытесняет вещество В. В результате анализируемая смесь перемещается впереди фронта вытеснителя и скорость движения веществ равна скорости движения вытеснителя. Разделяемые вещества идут последовательно друг за другом. Каждый из компонентов выделяется в чистом виде, но не разделены промежутками (рис.7.2).

Фронтальная хроматография. Анализируемый раствор непрерывно подается в колонку. Их колонки сначала вытекает чистый растворитель, затем, когда сорбент насытится компонентом А (установится динамическое равновесие сорбции-десорбции), он появится в элюате. Когда сорбент насытится веществом В, оно появится в элюате вместе с компонентом А, и т.д. Когда сорбент полностью насытится всеми компонентами разделяемой смеси, состав элюата будет совпадать с составом элюента (рис.7.3). Таким образом, в чистом виде можно получить только одно вещество - наименее сорбируемое А, которое первым выйдет из колонки.

Часто используется комбинированный метод. Сущность этого метода заключается в том, что после получения первичной хроматограммы проводится обычный проявительный анализ, затем в растворитель добавляют сильно сорбирующееся вещество, которое вытесняет оставшиеся в слое сорбента компоненты.

7.4. Аппаратурное оформление хроматографических процессов

Наиболее распространенным способом проведения хроматографического анализа является колоночный. Основным аппаратом является трубка, заполненная сорбентом, ионитом или носителем.

Вариантом колоночной хроматографии является капиллярная хроматография. В этом случае неподвижную фазу наносят на внутренние стенки капилляра. Капиллярная хроматография применяется главным образом для разделения микроколичеств многокомпонентных смесей.

В тонкослойной хроматографии порошкообразный твердый сорбент наносится тонким слоем на пластинку, а жидкая подвижная фаза движется вдоль этого слоя. В тонком слое движение подвижной фазы происходит вдоль плоскости в двухмерном пространстве. Метод применяется во всех вариантах хроматографии, кроме газовой.

В жидкостно-жидкостной распределительной хроматографии применяется метод разделения на бумаге. Неподвижная фаза покрывает тонким слоем волокна бумаги, а движение жидкой подвижной фазы происходит под действием капиллярных сил. Хроматография на бумаге получила широкое распространение в биохимии для разделения белковых веществ.

Вещества, разделенные хроматографическим путем, идентифицируются специальными устройствами, называемыми детекторами, функция которых сводится к фиксировании зависимости концентрации вещества или какого-либо его свойства (теплопроводности, плотности и др.) от времени. Полученные кривые называются хроматограммами. Детекторы бывают универсальными (регистрируют многие вещества) и селективные (чувствительные к химическим веществам определенных классов). Они обязательно предварительно калибруются по чистым разделяемым веществам. Наиболее часто применяются универсальный детектор по теплопроводности и селективные - термоионный и пламенно-фотометрический.

В жидкостной хроматографии часто используют спектрофотометрические, люминесцентные и электрохимические (кондуктометрический, полярографический) детекторы.