ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Краткий очерк теории хроматографии из "Хроматография в биологии" Несмотря на большие практические успехи, хроматографический метод и по настоящее время остается в значительной мере эмпирическим. [c.47] Теория хроматографии является наименее разработанным разделом современного хроматографического метода. Перед теорией стоят две основные задачи во-первых, необходимо изучить природу хроматографических процессов и, во-вторых, установить управляющие ими качественные и количественные закономерности. Успешное разрешение этих двух задач позволило бы перейти от эмпирических методов работы к сознательному выбору оптимальных условий и управлению хроматографическими процессами. [c.47] Как уже отмечалось в главе I, основные понятия и теоретические положения, лежащие в основе хроматографического метода, были сформулированы его основателем М. С. Цветом. В своих трудах он дал качественное теоретическое объяснение основных приемов получения хроматограмм. Несмотря на то, что Цвет разрабатывал главным образом вопросы теории молекулярной адсорбционной хроматографии, некоторые из установленных им теоретических положений имеют общее значение и для других видов хроматографии. Так, например, открытый Цветом закон адсорбционного замещения относится в равной мере и к молекулярной и к ионообменной хроматографии. Цвет сформулировал также условие, необходимое для осуществления хроматографического процесса. В своей монографии Хромофиллы в растительном и животном мире он писал Для того, чтобы два находящихся в растворе вещества могли быть разъединены по адсорбционным методам, необходимо, чтобы они занимали неодинаковый ранг в адсорбционном ряду (1910в, стр. 85). [c.47] Как известно, хроматографический процесс может осуществляться в результате различий не только в адсорбируемости молекул, по и в других свойствах разделяемых веществ. Так, например, в распределительной хроматографии разделение смеси веществ происходит вследствие различий в их распределении между двумя жидкими несмешивающимися фазами. В ионообменной хроматографии разделение определяется различиями в химическом сродстве разделяемых ионов к адсорбенту. Осадочная хроматография использует различия в способности компонентов смеси образовывать труднорастворимые соединения. [c.48] Таким образом, необходимым условием для осуществления хроматографического процесса является наличие качественных или количественных различий во взаимодействии компонентов исследуемой смеси веществ с пористым материалом колонки. [c.48] Отсюда ясно, что установление природы физико-химических процессов, совершающихся в хроматографической колонке, имеет особо важное значение как для практики, так и для теории хроматографии. [c.48] При движении смеси веществ через хроматографическую колонку возникает взаимодействие между веществами смеси и веществом колонки. В результате этого взаимодействия хроматографируемые вещества частично или полностью поглощаются материалом колонки. [c.48] Из известных видов сил взаимодействия между атомами и молекулами существенное значение в хроматографии имеют ван-дер-ваальсовы межмолекулярные силы, силы ионной и ковалентной химической связи. [c.48] Молекулярная и распределительная хроматография основаны на различиях в силах межмолекулярного взаимодействия хроматографируемых веществ с адсорбентами и растворителями. [c.48] Ионообменная и осадочная хроматография основаны на проявлении различных сил химического сродства. [c.48] Отсылая читателя за подробным изложением теории межмолекулярных сил и химической связи к соответствующим монографиям и курсам (Б. В. Ильин, 1952 С. Глесстон, 1950 А. В. Ра-ковский, 1938 Д. И. Блохинцев, 1950), укажем лишь наиболее важные для хроматографии особенности для каждого из указанных типов взаимодействия. [c.48] Межмолекулярное взаимодействие, используемое в молекулярной хроматографии, не является специфическим и в большей или меньшей степени свойственно всем веществам. [c.48] Молекулярная адсорбция — сгущение газов, паров и растворенных веществ на поверхности раздела фаз является частным случаем проявления межмолекулярного взаимодействия. [c.48] Энергия молекулярной адсорбции сравнительно невелика и при расчете на моль адсорбируемых веществ редко превышает порядок тысяч калорий. [c.49] Механизм понообменной адсорбции, используемый в ионообменной хроматографии, совершенно отличен от механизма молекулярной адсорбции. Процесс ионообменной адсорбции представляет собой своеобразную химическую реакцию, при которой происходит обмен между ионами раствора и ионами адсорбента. В этом процессе действующими силами являются ионные силы. [c.49] В распределительной хроматографической колонке разделяемые вещества взаимодействуют с двумя жидкими фазами — неподвижным и подвижным растворителями — по ван-дер-ваальсовому типу. Поэтому физическая природа образования молекулярных и распределительных хроматограмм в известной мере тождественна. Неподвижный растворитель в распределительной колонке играет роль своеобразного сорбента, поглощающего вещества подвижного растворителя. [c.49] Причины образования в хроматографической колонке осадков еще недостаточно изучены. Возможны следующие два случая 1) образование химического соединения между веществом хроматографической колонки и компонентами разделяемой смеси (хемосорбция), 2) образование осадков в жидкой фазе. [c.49] В первом случае хроматографируемые вещества вступают в соединение с веществом колонки под действием ионных или ковалентных сил. [c.49] Во втором случае осадки выпадают непосредственно из жидкой фазы в результате различных причин изменения pH среды, малой растворимости отдельных компонентов смеси в применяющихся для иромыйапия или вытеснения растворителях, химического взаимодействия между отдельными компонентами смеси или одного из хроматографируемых веществ с растворителем и др. Образование осадков часто сопутствует процессам молекулярной, ионообменной или распределительной хроматографии. [c.49] Следует отметить еще один важный физико-химический процесс, который часто наблюдается в хроматографических колонках. Многие адсорбенты являются активными катализаторами, в результате чего при прохождении веществ через хроматографическую колонку могут возникать различные каталитические процессы. При хроматографическом разделении веществ в большинстве случаев этот процесс является вредным, и часто приходится применять меры для его подавления. [c.49] Вернуться к основной статье