Основы метода и классификация
Хроматография – наиболее часто используемый аналитический метод, с помощью которого можно анализировать различные объекты. Такие достоинства как универсальность, экспресность и чувствительность делают хроматографию одним из важнейших методов, широко применяемых в аналитической, препаративной химии и химической промышленности.
Хроматография – это физико-химический метод разделения веществ, основанный на распределении компонентов между двумя фазами – неподвижно и подвижной. Неподвижной(стационарной) фазой обычно служит твердое вещество(его часто называютсорбентом)илипленка жидкости, нанесенная на твердое вещество.Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающий через неподвижную фазу.
Компоненты анализируемой смеси вместе с подвижной фазой передвигаются вдоль стационарной фазы. Последнюю обычно помещают в стеклянную(или металлическую)трубку,называемую колонкой.В зависимости от силы взаимодействия с поверхностью сорбента (за счет адсорбции или по какому либо другому механизму) компоненты перемещаются вдоль колонки с разной скоростью. Более сорбируемые компоненты располагаются в верхнем слое сорбента, менее сорбируемые компоненты оказываются в нижней части колонки.Плохосорбируемые компоненты покидают колонку вместе с подвижной фазой. Так происходит разделение компонентовсмеси.
Таким образом,хроматография – это динамический метод, обеспечивающий многократность актов сорбции – десорбции разделяемых компонентов, так как разделение происходит в потоке подвижной фазы. Именно этим обусловлена большая эффективность хроматографического метода по сравнению с методами сорбции и экстракции в статических условиях. Хроматографические методы позволяют быстро разделить сложные смеси.Выделенные компоненты анализируемой смеси далее можно количественно определить по величине аналитического сигнала.
Устройство,с помощью которого получаютаналитический сигнал называется детектором.Вся аналитическая система, сочетающая разделение и измерение, составляет один прибор, называемый хроматографом.
В основу классификации хроматографических методов положены следующие признаки: агрегатное состояние подвижной и неподвижной фаз; механизм взаимодействия сорбент-сорбент, форма слоя сорбента (техника выполнения), цель хроматографирования.
По агрегатному состоянию фаз хроматографию разделяют на газовую и жидкостную. В свою очередь газовая хроматография включает газожидкостную (ГЖХ) и газотвердофазную (ГТХ), жидкостная – жидкостно-жидкостную (ЖЖХ) и жидкостно-твердофазную (ЖТХ). Первое слово в названии метода характеризует агрегатное состояние подвижной фазы, второе – неподвижной.
По механизму взаимодействия сорбента и сорбата различают:
−адсорбционную хроматографию, основанную на различии адсобируе-
мости веществ твердым сорбентом;
−распределительную хроматографию – разделение компонентов смеси основано на различии в растворимости разделяемых веществ в неподвижной фазе (газожидкостная хроматография) или на различии в растворимости веществ в подвижной и неподвижной жидких фазах;
−ионообменнуюхроматографию–разделениеоснованонаразной способности веществ к ионному обмену;
−экслюзионную хроматогрфию,основанную на различии в размерах и формах молекул разделяемых веществ;
−осадочнуюхроматографию,основаннуюнаобразованииотличающихся по растворимости осадков разделяемых веществ с сорбентом;
−адсорбционно-комлексообразовательную– разделение происходит за счет образования координационных соединений разной устойчивости в фазе или на поверхности сорбента.
Очень часто процесс разделения протекает сразу по нескольким механизмам и поэтому классификация по механизму весьма условна.
По технике выполнения выделяют:
−колоночную хроматографию – разделение проводится в специальных колонках;
−плоскостную хроматографию – разделение проводится на специальной бумаге (бумажная хроматография) или в тоноком слое сорбента (тонкослойная хроматография).
По цели хроматографирования выделяют:
−аналитическую хроматографию – для качественного и количественного анализов;
−препаративнуюхроматографию–дляполучениявеществвчистом виде для концентрирования и выделения микропримесей;
−промышленную (производственную) хроматогрфию;
−для автоматического управления процессом.
Крометого,хроматографиюширокоиспользуютдляисследования растворов, каталитических процессов, кинетики химических процессов.