Хроматографія в хімії Schülerlexikon Lernhelfer

Хроматичні методи використовуються для розділення сумішей речовин та для якісного та кількісного аналізу. Сучасні методи хроматографічного аналізу використовуються для виявлення найменшої кількості речовин у криміналістиці, екологічному аналізі, фармації та допінг-аналізі.

Найважливішими хроматографічними методами є паперова, тонкошарова, колонкова та газова хроматографії.

Однорідні та неоднорідні суміші

# Змішування # суміші # окрема # чиста речовина # суміш речовин

Хроматографічні методи розділення - огляд

Хроматографія - це фізичний процес розділення речовин, при якому поділ базується на різному розподілі між нерухомою та рухливою фазами, які не змішуються між собою.

Усі типи хроматографії мають спільне, що суміш аналізованих речовин складається з рухомої (рухливої) фази, напр. Б. додається розчинник і транспортується до фази спокою (нерухомої). Через різну взаємодію з рухомою та нерухомою фазами компоненти або переходять у нерухому фазу, або залишаються у рухливій фазі. Ефект розділення заснований на процесах адсорбції, обміну та розподілу, які впливають один на одного, та різних властивостях матеріалу аналіту.

Полярність окремих фаз та речовин, що підлягають аналізу, мають особливе значення для адсорбції окремих компонентів аналіту на нерухомій фазі. Полярний аналіт зв’язаний з полярною нерухомою фазою набагато сильніше, ніж неполярний аналіт. Таким чином, вона вийде зі стаціонарної фази пізніше, ніж інші неполярні компоненти суміші зразків. Полярні нерухомі фази містять спеціальні структурні елементи, такі як групи ОН, на яких прикріплюються полярні частинки.

Хроматограма (рис. 1) - це результат розділення, який залежно від типу хроматографії доступний на папері, тонкошаровій пластині або у вигляді діаграми, складеної з виміряних значень.

Найважливішими методами хроматографічного аналізу є:

Паперова хроматографія
Тонкошарова хроматографія
класична колонкова хроматографія (з рідкою рухомою фазою, рідинна хроматографія - РХ)
ВЕРХ (високоефективна рідинна хроматографія)
Газова хроматографія

Паперова хроматографія
У цьому процесі розділення використовується спеціальний хроматографічний папір як нерухома фаза, а вода, часто змішана з іншими рідинами, як текучий агент. Використовувані робочі прийоми, напр. B. Розвиток хроматограм тощо дуже схожий на тонкошарову хроматографію. Це майже повністю замінило паперову хроматографію в хімічних лабораторіях.

Паперова хроматограма, в якій окремі кольорові компоненти транспортувались назовні на різну відстань.

Тонкошарова хроматографія
Тонкошарова хроматографія - це хроматографічний процес, при якому суміш розчинників як елюент (рухома фаза) мігрує через сорбент (нерухома фаза) і тим самим транспортує досліджувані речовини та суміші в різній мірі і таким чином відокремлює їх між собою.
Стаціонарна фаза являє собою тонкий шар, напр. B. целюлоза, поліамід або силікагель, які були нанесені на скляні, пластикові або алюмінієві пластини.

Суміші речовин, що підлягають дослідженню, наносять точкоподібно на лінію старту у підніжжя хроматографічної пластини за допомогою капілярів.

Розчинник (рухома фаза) транспортується вздовж тонкої нерухомої фази капілярними силами. Швидкість міграції розчинених речовин тим повільніша, чим сильніша адсорбція на нерухомій фазі

В результаті поділу на тонкошаровій пластині отримують хроматограму з кількома плямами речовини.
Окремі речовини A і B можна ідентифікувати за значенням R f, якщо це відповідає еталонній речовині. Цей коефіцієнт утримання або коефіцієнт утримання R f відповідає співвідношенню між відстанню міграції речовини та відстанню міграції суперпластифікатора. Він може приймати значення лише від 0 до 1.

Оскільки на значення R f впливають більше 20 параметрів, воно непридатне як специфічна для речовини константа. Тому при тонкошаровій хроматографії для ідентифікації компонентів завжди слід застосовувати еталонні речовини.
Однак поділ є успішним лише в тому випадку, якщо значення R f речовин, що розділяються, досить далекі.

Тонкошарова хроматографія дозволяє розділити багато сумішей речовин протягом короткого часу з невеликим обладнанням. За допомогою ультрафіолетового світла або відповідних флуоресцентних та розпилювальних реагентів більшість органічних сполук можна не тільки розділити, але й зробити видимими. Однак він рідко використовується для кількісного аналізу, оскільки визначення частки компонентів А і В від розміру плям речовини є не дуже точним.

Колонна хроматографія
При колонковій хроматографії тверда нерухома фаза заповнюється у довгу, переважно вертикальну трубку, яку називають колонкою. Суміш, яка повинна відокремлюватися, розміщується поверх колони і протікає через колону з рідкою рухомою фазою внаслідок дії сили тяжіння або приводиться в дію насосом.

Залежно від діаметра колони, розміру частинок нерухомої фази та робочого тиску розрізняють класичну колонкову хроматографію та сучасну високоефективну рідинну хроматографію.

У ВЕРХ розмір частинок нерухомої фази значно менший, ніж у класичній колонковій хроматографії. Це збільшує доступну площу поверхні нерухомої фази та значно покращує ефективність розділення колони. Таким чином, ви можете використовувати ВЕРХ для розділення сумішей речовин, коли проста колонкова хроматографія не вдається. Однак дрібні частинки настільки щільно упаковані, що рухлива фаза повинна прокачуватися через колонку за допомогою спеціального насоса. В результаті мобільна фаза швидше проходить колонку ВЕРХ, і аналіз відбувається за коротший час, ніж при класичній колонковій хроматографії (рис. 3).

Затримка, з якою аналітова речовина проходить відстань між інжектором та детектором, називається часом утримання. Якщо цей час для всіх компонентів суміші речовин різний, то поділ успішний. Концентрацію речовин у суміші можна навіть визначити за площею хроматографічного сигналу (піку).

За допомогою ВЕРХ можна провести дуже точний та надійний кількісний аналіз, який можна автоматизувати та використовувати для багатьох аналітичних цілей.
Навіть сліди діоксинів можна виявити у зразках грунту або в продуктах харчування. Концентрацію допінг-речовин, таких як еритропоетин (ЕРО), у крові спортсменів також визначають за допомогою ВЕРХ.
Метод також має багато застосувань в аналізі лікарських засобів. Один розглядає z. B. старіння Аспірину® шляхом хроматографічного аналізу співвідношення ацетилсаліцилової кислоти та саліцилової кислоти.