Критерий и степень разделения
•Полнота разделения двух компонентов количественно может быть выражена критерием разделения К :
• |
K= |
l / ( 0,5(А) + |
0,5(В) )= |
Vr / ( 0,5(А) + 0,5(В) ) |
• |
где |
l или Vr |
- расстояние между максимумами пиков |
|
разделяемых элементов; 0,5 –полуширина хроматографичес- кого пика первого (1) и второго (2) компонентов на половине высоты. При К=1 разделение бывает достаточно полным
•При взаимном перекрывании пиков определение ширины зоны каждого пика становится невозможным. В таких случаях
|
рассматривают степень разделения : |
• |
=(h2- hmin ) / h2 , |
•где h2- высота пика вещества, имеющего меньшую концентрацию; hmin –высота минимума.
Варианты высокоэффективной жидкостной хроматографии
•Адсорбционная хроматография. В адсорбционном варианте жидкостной
хроматографии в зависимости от полярности ПФ и НФ различают нормально- фазовую (НФХ) и обращенно-фазовую (ОФХ) хроматографию. В НФХ
используют полярные НФ и неполярные ПФ, а в ОФХ - наоборот.
• Распределительная хроматография. В этом варианте происходит распределение вещества между двумя несмешивающимися жидкостями в соответствии с растворимостями в них. В настоящее время используют, как правило, неподвижные фазы, химически привитые к поверхности неподвижного носителя.
•Ионообменная, ионная, ион - парная хроматография. В основе этих методов лежит динамический процесс замещения ионов, связанных с неподвижной фазой (НФ), ионами элюента, поступающими в колонку. Преследуемая цель - разделение органических и неорганических ионов с зарядом одного знака на ионообменниках.
•Эксклюзионная хроматография - разделение компонентов основано на распределении молекул в соответствии с их размером между растворителем, находящимся в порах сорбента и растворителем, протекающим через колонку.В процессе разделения небольшие молекулы удерживаются сеткой полимера, а большие вымываются из колонки подвижной фазой. Вначале элюируются самые большие молекулы, затем средние, а потом - маленькие.
Схема прибора для ВЭЖХ
5 6
3
2 4
1
111
8 |
7 |
|
10 |
9 |
10 |
11
1– сосуды для ПФ; 2 – смеситель; 3 – насос; 4 – манометр; 5- фильтр; 6 – демпфер; 7 – термостат; 8 – инжектор; 9 – колонка; 10 –
детектор; 11 – регистратор (самописец, компьютер)
Количественный анализ в хроматографии
Количественный состав пробы рассчитывают, используя следующие методы:
1)нормировки (с использованием или без использования поправочных коэффициентов);
2)внешней стандартизации (абсолютной градуировки);
3)внутренней стандартизации.
Метод нормировки. Это самый простой метод, используемый когда детектор откликается на все компоненты смеси. Метод нормировки без поправочных коэффициентов применим только в том случае, если детектор имеет одинаковую чувствительность к каждому из разделяемых веществ Массовая доля компонента (Рi) может быть рассчитана по формуле:
Pi % nSi
Si
i 1
Если чувствительность детектора различна по отношению к каждому компоненту пробы (что чаще всего и бывает), то в формуле появляются поправочные коэффициенты (Кi), учитывающие чувствительность детектора к данному компоненту:
Pi |
% |
Ki Si |
|
100% |
|
n |
Si |
|
|||
|
|
Ki |
|
||
|
|
i 1 |
|
|
|
Количественный анализ в хроматографии(продолжение)
•Метод внешнего стандарта (абсолютной калибровки) предполагает раздельное хроматографирование стандартных растворов (для построения градуировочных графиков) и анализируемой смеси, поэтому условия хроматографирования должны быть предельно одинаковыми. Содержание вещества в пробе обычно определяют графически (напр., зависимость площади пика от содержания определяемого вещества в стандартном растворе).
•Метод внутреннего стандарта. используется, когда некоторые компоненты смеси по той или иной причине не дают сигнала детектора, а следовательно, метод нормировки даже для определения остальных компонентов использовать нельзя. В таком случае в анализируемую смесь вводят некоторое количество постороннего стандартного вещества, не присутствующего в анализируемой пробе. Для этого выбирают соединение, которое полностью отделяется от всех имеющихся в образце компонентов
и может служить стандартом. Требования к стандарту: он должен быть
химически инертным по отношению к компонентам смеси, его параметры удерживания - близки для таковых, а пик симметричен. Добавку выбирают такую, чтобы концентрация внутреннего стандарта была близка к концентрациям определяемых компонентов.
Количественный анализ в хроматографии(продолжение)
Pi (%) Ki Si r 100%
Sвн.ст.
•Содержание каждого компонента рассчитывают по следующей формуле .
•где r - отношение массы внутреннего стандарта, введенного в пробу, к массе самой пробы.
Ионообменная хроматография
•В зависимости от знака заряда функциональных групп ионообменные смолы являются катионитами или анионитами. Катиониты содержат кислотные
функциональные группы [-SO3-, |
-COO-, -PO3-, |
-N(CH2CO2-)], Противоионы, в данном случае катионы, в отличие от функциональных групп каркаса обладают подвижностью и могут переходить в раствор в обмен на эквивалентное количество ионов из раствора. Функциональными группами каркаса анионитов являются
четвертичные -NR3+, третичные –NR2Н+ или первичные -NН3+ аммониевые, пиридиновые и другие основания, а в качестве подвижных противоионов выступают анионы.
Применение ионообменной хроматографии
•Простейшая методика ионообменного разделения состоит в поглощении компонентов смеси ионитом и последовательном элюировании каждого компонента подходящим растворителем.Катионы щелочных металлов легко элюируются разбавленным раствором соляной кислоты. Рис. показывает эффективность разделения ионов Na+ и K+.Перспективна методика разделения «химических близнецов»- ионов Zr4+,Hf4+. Для разделения эти катионы переводят в анионные сульфатные комплексы,которые поглощают анионитом.Применение ионообменной хроматографии к анализу смеси лантаноидов с использованием в качестве элюентов растворов лактата, цитрата, ЭДТА привело к разработке технологической схемы промышленной переработки руд лантаноидов. Этот метод используется даже для разделения изотопов. Большое практическое значение имеет основанный на ионном обмене процесс деминерализации воды.
Практическое применение ионообменной хроматографии
Элюирование поглощённых |
Электролиз раствора |
Na2SO4 в ячейке с |
|
на катионите ионов Na+ и К+ |
ионообменными |
раствором 0,1М НСl. |
мембранами |
|
