Органическая химия - Гуревич П.А.
Скачать (прямая ссылка):
Колоночный вариант хроматографического разделения смеси веществ, выделения химического соединения, очистки его от примесей и загрязнений заключается в том, что адсорбент помещают в колонку, которая представляет собой стеклянную трубку, суживающуюся в нижней части. Диаметр колонки и ее высота могут быть различны в зависимости от поставленной задачи. В верхнюю часть колонки с адсорбентом вносят разделяемую смесь, а затем через колонку самотеком или под давлением пропускают растворитель. При продвижении растворителя осуществляется разделение смеси на отдельные соединения, занимающие в колонке строго определенное положение. При дальнейшем пропускании растворителя индивидуальные соединения в виде раствора одно за другим выходят из колонки. Жидкость, вытекающая из колонки, называется элюа-том. Элюат собирают отдельными порциями. Установить, в каких именно порциях элюата содержится определяемое вещество, можно при помощи цветной реакции или иным способом. Если вещества окрашены, то они, как это наблюдал Цвет, образуют цветные зоны на адсорбенте.
Следует отметить, что в 70-е годы получил распространение вариант аналитического колоночного хроматографирования под высоким давлением. Этот вариант хроматографии осуществляется в автоматизированных приборах и дает очень хорошие результаты при работе с различными смесями. К сожалению, особенности работы под высоким давлением приводят к большим конструктивным сложностям при создании хроматографов, которые весьма дороги.
В результате разделения получают хроматограмму, число пиков на которой будет соответствовать числу компонентов смеси (рис. 1).
Характеристики удерживания веществ определяются условиям опыта и природой соединений, что позволяет использовать их для целей идентификации хроматографируемых веществ. После разделения смеси на колонке и регистрации хроматограммы для качественной характеристики компонентов смеси можно использовать абсолютные величины удерживания Ук (условия хроматографирования должны быть строго постоянными). Чтобы снизить влияние случайных факторов на результаты, при идентификации возможно применение относительных величин, для получения которых хроматографируют в этих же условиях вещество, выбранное в качестве стандарта. Часто используют для этих целей легко-
133
кипящий гомолог, отношение времен удерживания компонента и стандарта дает относительное время удерживания
относ. Я» кстанд.'
мало зависящее от колебаний температуры и скорости газа-носителя.
Рис. 1. Хроматограмма смеси лекарственных веществ-антидепрессантов: дезипрамина (1); имипрамина (2); амитриптилина (3); 2-оксиимизина (4).
Идентификацию веществ можно проводить несколькими способами:
1. Сравнение характеристик удерживания (г^ Ук, ^ос) компонентов исследуемой смеси с характеристиками эталонных соединении, полученных в тех же условиях.
2. Использованием графических или аналитических зависимостей между характеристиками удерживания компонентов и такими физико-химическими свойствами веществ, как молекулярная масса, температура кипения, число углеродных атомов, функциональных групп и т. д.
Для количественных хроматографических определений используется зависимость площади хроматографического пика Бп от количества и концентрации компонента в пробе
Площади пиков Бпна хроматограммах измеряют различными способами, чаще всего при ручной обработке хроматограмм используют уравнение
134
8=Ьи..,.
где п - высота хроматографического пика, в см; -ц0 5 - ширина пика на 1/2 его высоты, ъхм.
Метод газовой хроматографии. Для анализа и разделения газообразной смеси применяется газовая хроматография (ГХ).
Газовая хроматография является наиболее быстрым и чувствительным хроматографическим методом. С его помощью можно разделять и определять большинство летучих органических соединений, неорганические газы и даже металлы после перевода,их в летучие соединения. Ограничивает применение ГХ в основном необходимость наличия у разделяемых веществ таких свойств, как летучесть и стабильность. Интервал определяемых концентраций очень велик - от граммов вплоть до ничг тожных количеств, выражающихся в пикограммах.
Принцип разделения газовой смеси следующий. Небольшую пробу газовой смеси пропускают через колонку. Она почти полностью задерживается адсорбентом в верхней части колонки. Затем через адсорбент продувают продолжительное время инертный газ-носитель, который не адсорбируется, но значительно облегчает десорбцию молекул. Наиболее слабо связанные молекулы десорбируются - отскакивают от поверхности адсорбента и уносятся инертным газом. Но полет их длиться очень недолго, так как вскоре они задерживаются;сдрями адсорбента. Этот процесс продолжается до тех пор, пока газообразные вещества не сгруппируются в отдельные зоны, а самые легкоподвижные из них не проявятся на другом конце колонки. Здесь непременно нужно поставить какого-нибудь «сторожа» - регистратора, который бы отмечал, когда какая порция газа выходит из колонки. Если газы были окрашены, то их можно определить визуально. Но газы чаще всего не окрашены. Тогда ставят на выходе хроматографической колонки чувствительный регистратор-детектор. Детектор - прибор, который измеряет некоторые физические свойства газов. Это может быть теплопроводность, показатель преломления света или какие-то другие свойства. Когда проходит определенная порция газа, детектор отмечает значение данного физического свойства, характерного для преобладающего в этой порции газа. Когда эта порция газа кончится, детектор резко изменит свой показатель на величин}', соответствующую инертному газу-носителю. То же самое будет повторяться и при прохождениилерез конец колонки второй, третьей и следующих порций газа.
