Химия привитых поверхностных соединений - Лисичкин Г.В.
ISBN 5-9221-0342-3
Скачать (прямая ссылка):
7. Две порции одной и той же партии силикагеля обработали соответственно 3-аминопропилтриэтоксисиланом и 4-триэтоксисилилэтилпиридином. Для какого из перечисленных привитых лигандов будет наблюдаться наибольшее отличие в кислотно-основных свойствах по сравнению с гомогенным аналогом?
8. Согласно основополагающему принципу Далглиша для хроматографического разделения энантиомеров необходимо трехточечное взаимодействие сорбат — сорбент. Какие три взаимодействия реализуются при разделении энантиомеров органических соединений на сорбентах с привитым /3-циклодекстрином?
9. На каких сорбентах можно осуществить разделение ионов натрия и калия с использованием деионизованной воды в качестве элюента?
10. Даны два сорбента на основе силикагеля с одинаковыми геометрическими характеристиками и одной и той же концентрацией привитых групп. На каком из сорбентов различие в удерживании бензола и нафталина будет больше, если в первом случае силикагель обработали бензилэтилметилхлорсиланом, а во втором — гексилдиметилхлорсиланом?
Глава 8 ПРИМЕНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-МОДИФИЦИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ
8.1. Применение в сорбции
Широкое применение химически модифицированных минеральных пористых носителей, в первую очередь кремнеземов, в качестве сорбентов обусловлено, с одной стороны, их развитой поверхностью, с другой — широким разнообразием свойств привитых групп. Пористые неорганические оксидные носители могут быть модифицированы мономолекулярным слоем органических, неорганических или элементорганических соединений; более или менее толстым слоем полимера, который может быть ковалентно связан с поверхностью или образовывать оболочку вокруг частицы носителя за счет сшивки макромолекул между собой, а также путем объемного модифицирования за счет гидролитической поликонденсации элементоорганических мономеров. Варьируя природу модифицирующего слоя, можно изменять характер взаимодействия сорбент — сорбат от полностью неспецифического для алкильных привитых групп до сильного электростатического для ионов [1].
Задача извлечения органических соединений из различных матриц (биологические жидкости и ткани, фармацевтические смеси, реакционные смеси при производстве различных веществ и сверхчистых материалов, природные и сточные воды, воздух на производстве, в окружающей среде и т.д.) имеет два аспекта:
1) адсорбционная очистка матрицы от промышленных органических загрязнений;
2) концентрирование микропримесей органических веществ с целью последующего анализа загрязнений, содержащихся в матрице. Предварительная очистка анализируемого образца от мешающих компонентов значительно улучшает качество анализа, так как ислючает ошибки, вызванные маскирующими примесями, и увеличивает срок работы аналитического прибора (при удалении значительных количеств накапливающихся в приборе примесей). Концентрирование следовых количеств определяемых компонентов необходимо, когда содержание высокотоксичных примесей лежит ниже предела чувствительности применяемых аналитических приборов [2].
Для решения этих задач с успехом применяется метод так называемой твердофазной экстракции (ТФЭ), по сути являющийся вариантом колоночной хроматографии на коротких колонках и основанный на удерживании определенных компонентов за счет их взаимодействия с сорбентами, упакованными в короткие колонки или патроны (картриджи), сделанные из стекла, полиэтилена, полипропилена или фторопласта. Различие между хроматографией и ТФЭ состоит в конечных целях процесса. Если в хроматографии нужно разделить смесь компонентов на отдельные зоны, то в ТФЭ нужно сконцентрировать отдельные вещества или группы сходных по свойствам веществ либо в соответствии с их растворимостью, либо по определенным функциональным группам, либо по ионообменным или комплексообразующим свойствам и т. д. Для концентрирования могут быть применены различные
380
Применение поверхностно-модифицированных материалов
[Гл. 8
механизмы удерживания, но целевая группа компонентов или отдельный компонент должны иметь (в отличие от хроматографических требований) наибольший фактор удерживания, чтобы все остальные компоненты элюировались раньше или наоборот [3]. В зависимости от свойств матрицы и определяемых соединений, а также от концентрации этих соединений в матрице могут быть выбраны патроны с разными сорбентами и разной емкости или патроны могут быть последовательно соединены друг с другом. Финишный анализ сконцентрированных соединений может быть проведен после их элюирования или термодесорбции из концентрирующего патрона методами газовой, тонкослойной, высокоэффективной жидкостной хроматографии, хромато-масс-спектрометрии, ИК-спектроскопии, спектроскопии в УФ и видимой области, ЯМР и другими методами, лишь бы они обладали достаточной чувствительностью к определяемым вещестам.
8.1.1. Сорбция из воздуха. Сорбционное извлечение загрязнителей из воздуха в настоящее время является главным и широко применяемым способом пробоотбора и за рубежом, и в России, но в России пока отдается предпочтение абсорбции в слое органического растворителя, т. е. жидкостной экстракции [4, 5].
