9.1. Общая характеристика и классификация

Глава 9

Всякий раз, когда химик сталкивается с необходимостью анали­за сложного объекта, в котором наряду с интересующим его соедине­нием содержится много других веществ, и, кроме того, концентрация этого соединения очень мала, перед ним обязательно встают следую­щие проблемы. Во-первых, как добиться того, чтобы посторонние вещества не мешали определению? Во-вторых, можно ли повысить концентрацию вещества в исследуемом объекте?Для решения по­добных проблем в аналитической химии используют разнообразные методы разделения и концентрирования.

разделение

матрица

среда, в которой содержится целевой компонент

Разделение -любой процесс или операция, в результате кото­рых компоненты, составляющие исходную смесь, отделяются один от другого. Процесс, в котором нужные компоненты выделяют в са­мостоятельную фазу или часть фазы, называется выделением.

* 2!

выделение

Концентрирование -процесс или операция повышения содер­жания определяемого вещества по отношению к матрице или мат­ричным компонентам.

w	II
	Ш	Ш

концентрат

Концентрирование является частным случаем разделения. В ос­нове этих операций лежат, как правило, одни и те же процессы. Раз­

личие между ними заключается в целях проведения. Цель разделения - упрощение способов определения интересующего нас вещества, цель концентрирования - снижение предела обнаружения (определе­ния) вещества.

Для количественной характеристики эффективности разделения и концентрирования используют, соответственно, коэффициент раз­деления и коэффициент концентрирования. Рассмотрим, например, процесс разделения веществ, основанный на их различном распреде­лении между двумя фазами. Отношение общих концентраций вещест­ва в одной и второй фазах называется коэффициентом распределения

(D).

Г^п

D

A

в

Коэффициент разделения (K_a/b) -это отношение коэффици­ентов распределения двух веществ.

_CII ^CA

D

^CA ^CB

Разделение считается эффективным, если значение K_A/B велико, а произведениеD_AD_B близко к 1.

S

Коэффициент концентрирования -величина, показывающая во сколько раз изменяется отношение абсолютных количеств микро - и макрокомпонента в концентрате по сравнению с исследуемой мат­рицей.

qk . Qm

Qk Qm

В настоящее время известны десятки различных методов разде­ления и концентрирования веществ. Единой и общепринятой их клас­сификации нет. Обычно в качестве основного классификационного критерия используют наличие и характер фазовых переходов.

Методы разделения, основанные на различном межфазном рас­пределении веществ, в которых одна из фаз является подвижной, а другая - неподвижной и процесс переноса вещества между ними про­исходит многократно, называются хроматографическими.Хромато- графические процессы могут протекать в системе жидкость-жидкость (жидкость-жидкостная хроматография), жидкость - твёрдое вещество (адсорбционная хроматография, ионообменная хроматография и др.), газ - жидкость (газожидкостная хроматография) и т.д.

отгонка, осаждение, вымораживание, возгонка

г

Л

Методы, основанные на различиях в распределении веществ между фазами

Методы, основанные на образовании выделяемым веществом новой фазы

Мембранные методы

разделения

Методы внутрифазного разделения, основанные на различии свойств вещества, проявляющихся в пределах одной фазы в результате действия электрического, магнитного, гравитационного полей, температуры или центробежных сил

диализ, электродиализ,

электроосмос,

ультрафильтрация

л .

Y

экстракция,

сорбция,

соосаждение

электрофорез,

ультрацентрифугирование,

масс-сепарация

О

-Т