ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорбционно-хроматографическое разделение по методу фронтального анализа из "Хроматография в неорганическом анализе" При хроматографическом разделении смеси растворенных веществ редко ограничиваются получением- хроматограммы в колонке, чаще разделяемые на сорбенте вещества переводят в фильтрат (вытекающий из хроматографической колонки раствор называют эффлюентом, а исходный, поступающий в колонку, — инфлюентом). При этом, собирая последовательно вытекающие из колонки порции фильтрата и анализируя их, получают так называемую жидкостную хроматограмму, или выходную кривую. [c.24] На первой стадии фильтрации все молекулярно-дисперсные вещества удерживаются адсорбентом, а потому первые порции эффлюента представляют собой чистый растворитель. На рис. 14 приведена выходная кривая, иллюстрирующая это положение в первых 20 мл фильтрата концентрация адсорбата равна нулю, затем на графике появляется ступенька, отражающая проскок растворенного вещества через слой сорбента в колонке. [c.25] Объем растворителя, собранного до момента проскока, т. е. до появления первой ступеньки на выходной кривой, называется удерживаемьш объемом. В величину этого объема входит также объем растворителя, находящегося к началу опыта в порах адсорбента и между его частицами. После вычитания этого небольшого объема из величины удерживаемого объема получают так называемый исправленный удерживаемый объем Величина исправленного удерживаемого объема, пересчитанная на единицу массы адсорбента, называется удельным удерживаемым объемом и обозначается У%. [c.25] Для системы, содержащей один растворенный компонент, количество т вещества, адсорбированного колонкой, было первоначально растворено в исправленном удерживаемом объеме Уц, так как после проскока раствор крутым фронтом проходит через адсорбционный фильтр без всякого изменения. Если С — концентрация раствора, то т=УцС, или, при расчете на один грамм адсорбента, С. [c.25] После получения объема эффлюента Уг раствор будет проходить через слой поглотителя в неизменном виде, так как адсорбционная способность колонки исчерпана. [c.27] Обычно при фронтальном анализе многокомпонентной смеси растворенных веществ можно выделить в чистом виде лишь один наименее сорбирующийся компонент. По числу ступеней на фронтальной хроматограмме можно судить о количестве компонентов в растворе. [c.27] Это выражение позволяет определить содержание первого компонента в исходном растворе — величину С],2. [c.27] Таким образом, чтобы вычислить концентрации первого компонента в анализируемом растворе (величину С],2), следует определить на фронтальной хроматограмме (рис. 15) величины, входящие в формулу (I. 22) С , I/ и Уг- Концентрацию второго компонента (Сг.г) получают вычитанием найденной величины С),2 из общей концентрации исходного раствора, определяемой на хроматограмме суммарной высотой двух ступенек. [c.28] Получив многоступенчатую хроматограмму, можно с помощью уравнения Клессона вычислить концентрацию каждого из веществ, входящего в состав анализируемой смеси. Таким образом, отпадает необходимость последующего количественного анализа исследуемой смеси. [c.28] Элюентный анализ, или анализ вымыванием , проводится следующим образом. Сначала адсорбент в колонке промывают чистым растворителем для удаления воздуха с его поверхности, затем в колонку вводят небольшое количество анализируемого раствора. Растворенные вещества распределяются в верхней части столбика адсорбента по зонам, в порядке убывания интенсивности связывания их (рис. 16). [c.29] Полученную первичную хроматограмму промывают чистым растворителем. При этом компонент А, элюированный, т. е. вновь переведенный в раствор, начнет перемещаться вместе с растворителем вниз по колонке, вытесняя при этом компонент В, обладающий меньшим адсорбционным сродством, и т. д. При движении вниз всех зон вещество О из самой нижней зоны первым попадет в одну из очередных порций собираемого фильтрата. Вслед за компонентом О будут вымываться и попадать в приемник для анализа десорбированные компоненты С, В, последним перейдет в фильтрат компонент А. [c.29] Обработка данных элюентной хроматограммы в целях количественного анализа сводится, таким образом, только к измерению площадей 51, 5г, , отдельных выходных кривых. Так как каждый компонент поступает из колонки в фильтрат без примесей других растворенных веществ, он легко может быть идентифицирован обычными аналитическими методами. Поэтому элюентный анализ весьма удобен для препаративных целей и обладает существенным преимуществом по сравнению с фронтальным анализом, при котором лишь один, наиболее слабо удерживаемый адсорбентом, компонент смеси может быть выделен в чистом виде. Особенно целесообразно применять элюентную хроматографию для выделения небольших количеств различного рода ценных веществ. [c.32] При непрерывной подаче раствора вытеснителя в колонке создается стационарный режим — это выражается в том, что скорость перемещения всех зон оказывается постоянной и равной скорости движения фронта вытеснителя [10]. [c.33] Если же прямая не пересекает изотермы какого-либо компонента (на рис. 20 компонент О), то этот компонент не образует стационарной зоны, а перемещается независимо от скорости движения фронта вытеснителя. Его концентрация на выходе из колонки сначала возрастает до некоторой максимальной величины, а затем постепенно падает до нуля, ранее, чем появится в фильтрате следующий компонент. Компонент В движется через слой адсорбента настолько быстро, что опережает вытеснитель и появляется на графике в виде отдельного пика однако при достаточном увеличении концентрации вытеснителя он появляется на выходной кривой, как и другие компоненты раствора, в виде ступеньки (см. пунктирную секущую линию в левой части рис. 20). [c.35] Так как площадь под ступенькой пропорциональна количеству присутствующего вещества, а ее высота постоянна, то ширина ступеньки должна быть пропорциональна количеству этого вещества. Если определить величину удельной ширины, т. е. ширины ступеньки, приходящейся на один грамм вещества, то весьма просто решается и задача количественного анализа. [c.36] Следовательно, вытеснительный метод хроматографиро-. вания позволяет осуществить одновременно качественный анализ — путем измерения высоты ступенек, и количественный анализ — посредством определения ширины ступенек на графике выходной кривой. [c.36] Метод вытеснительной адсорбционной хроматографии не всегда применим в тех случаях, когда компоненты смеси растворенных веществ адсорбируются на разных активных центрах поглотителя и не полностью вытесняют друг друга. Вероятность наиболее полного взаимного вытеснения компонентов возрастает при уменьшении количества высокоактивных центров на адсорбенте. Введение в колонку одновременно с разделяемыми веществами вытеснителя с невысокой концентрацией способствует полноте их разделения. [c.36] Некоторые вещества адсорбируются необратимо и не могут быть вытеснены. В таких случаях единственным пригодным хроматографическим методом разделения смеси оказывается фронтальный анализ. [c.36] При вытеснительной хроматографии раствора, содержащего смесь электролитов, вытеснитель должен содержать противоион, который связывается с сорбентом (ионитом) более прочно, чем противоионы разделяемой смеси. В остальном основные закономерности вытеснительного варианта адсорбционной и ионообменной хроматографии имеют много общего между собой. [c.36] При правильно выбранных условиях вытеснительный метод хроматографического разделения смеси ионов позволяет получить чистые фракции компонентов, а также смешанные фракции, содержащие два компонента, которые в случае необходимости могут быть снова подвергнуты хроматографическому разделению. [c.36] Вернуться к основной статье