Инструментальные методы анализа: хроматографические методы

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ХРОМАТОГРАФИИ
12 Нобелевских премий было присуждено с 1937 по 1972 год за работы, в которых хроматография играла важнейшую роль

Принцип хроматографического разделения веществ
Молекулы разделяемых веществ
Неподвижная фаза
Подвижная фаза
Эффект разделения основывается на том, что соединения проходят расстояние, на котором происходит разделение, с некоторой, присущей этим соединениям задержкой
Хроматографический процесс состоит из целого ряда актов сорбции и десорбции, а также растворения и элюирования, которые каждый раз приводят к новому равновесному состоянию

В качестве неподвижной фазы (НФ) может выступать твердый адсорбент, суспензия адсорбента в жидкости или жидкость, наноси-мая на поверхность твердого носителя.
Подвижная фаза (ПФ) представ-ляет собой жидкость или газ, про-текающие через неподвижную фазу.
ПФ
НФ

По принципу
фракционирования
Классификация методов хроматографии
По способу
элюирования
По расположению
неподвижной фазы
Аффинная
хроматография
Гель-
фильтрация
Ионообменная
хроматография
Распределительная
хроматография
Осадочная
хроматография
Адсорбционная
хроматография
Комплексообразовательная
хроматография
Катионообменная
хроматография
Анионообменная
хроматография
Вытеснительная
хроматография
Элюентная
хроматография
Фронтальная
хроматография
Колоночная
хроматография
Хроматография
в толстом слое
Тонкослойная
хроматография
Бумажная
хроматография

По агрегатному
составу фаз
Классификация методов хроматографии
По цели
проведения
По давлению
в системе
Сверхкритическая
флюидная хроматография
Газовая хромато-
графия (ГЖХ, ГТХ)
Жидкостная хромато-графия (ЖГХ, ЖЖХ, ЖТХ)
Аналитическая
хроматография
Препаративная
хроматография
Промышленная
хроматография
Хроматография
высокого давления
Хроматография
низкого давления

По агрегатному
состоянию фаз
Классификация методов хроматографии
По природе
элементарного акта
По способу
перемещения фаз
Газовая хроматография
Жидкостная хроматография
Распределительная
хроматография
Адсорбционная
хроматография
Проявительная
хроматография
По цели
применения
Фронтальная
хроматография
Вытеснительная
хроматография
Качественный
анализ
Количественный
анализ
Препаративная
хроматография

Газовая
хроматография
Классификация методов хроматографии
по агрегатному составу фаз
Сверхкритическая
флюидная
хроматография
Жидкостная
хроматография
Газо-твердофазная
хроматография
Хроматография
высокого давления
Газо-жидкостная
хроматография
Жидкостно-жидкостная
хроматография
Жидкостно-гелевая
хроматография

Классификация хроматографии по способу перемещения веществ
Проявительная (элюентная) хроматогра-фия - метод разделения и анализа веществ, в котором через колонку с сорбентом непре-рывно проходит поток элюента с периоди-чески вводимой в него смесью разделяемых веществ, причем элюент сорбируется слабее любого вещества разделяемой смеси. Разде-ляемые вещества размещаются зонами в потоке элюента. Выход компонентов смеси из колонки регистрируется на хроматограмме в виде пиков.

Классификация хроматографии по способу перемещения веществ
В случае фронтальной хроматографии через колонку с адсорбентом непрерывно пропускают поток элюента с растворенной в нем смесью разделяемых веществ. При этом образуются зоны, содержащие увели-чивающееся число компонентов в порядке возрастания их сорбируемости. Выход компонентов смеси из колонки регистриру-ется на хроматограмме в виде ступеней.

Классификация хроматографии по способу перемещения веществ
В вытеснительной хроматографии в колонку после ввода разделяемой смеси вводят специальное вещество - вытеснитель, которое удерживается сильнее любого из компонентов смеси. Образуются примыка-ющие друг к другу отдельные зоны разделя-емых веществ, которые располагаются в порядке увеличения их сорбируемости.

аВытеснительная хроматография (ВХ)

h
μ
μ0,5

Изотерма Генри
Изотерма Ленгмюра
Полислойная адсорбция

Основные параметры
хроматограмм
Время удерживания – tR
Мертвое время - tM
Приведенное время удерживания – t ’R = tR - tM
Объемная скорость подвижной фазы -ν
Удерживаемый объем - VR = tR⋅ν
Мертвый объем удерживания - VM = tM⋅ν
Приведенный объем удерживания – V ’R = VR - VM
Фактор емкости - k
Разрешение - RS
Критерии разделения пиков – q, ϕ, α

Зависимость высоты теоретической тарелки от скорости потока

Качественный анализ
Времена удерживания соединений.
2. Корреляционные зависимости параметров удерживания.
3. Индексы удерживания Ковача.
Индексы удерживания Ковача отражают хромато-графические характеристики веществ в единой шкале, определяемой серией однотипных стандартов, в качестве которых используются н-алканы. Если в качестве нулевого алкана принять водород (С0Н2*0+2) и принять его индекс удерживания за 0, то в данной системе можно представить практически все вещества.

Индексы удерживания веществ рассчитывают по формуле:
Здесь Rx, RN и RN+n - приведенные величины удерживания (объемы, времена или расстояния на хроматограммах) исследуемого вещества и алканов с N и N + n углеродными атомами.
Индекс удерживания любого н-алкана равен числу его углеродных атомов, умноженному на 100: этана - 200, бутана – 400 и т. д. Если индекс удерживания какого-либо вещества равен 930, то это вещество будет выходить из колонки после н-нонана.

Количественный анализ
По площади или по высоте
хроматографического пика