• Органический растворитель по возможности не должен быть низ-1
  кокипящим. Температура кипения растворителя должна быть выше!
  50°С. Низкокипящие органические растворители даже при комнатной!
  температуре быстро улетучиваются. Поэтому при экстракции их объе-1
  мы уменьшаются, а концентрация экстрагированных веществ в их ра-|
  створителях увеличивается. Это может быть одним из источников оши-1

• бок при расчетах константы или коэффициента распределения экстра-
  гируемого вещества. Однако низкая температура кипения органичес-
  ких растворителя является положительным фактором с точки зрения]
  удаления и регенерации их после экстракции.

• Плотность органических растворителей по возможности должна
  отличаться от плотности воды и водных растворов. Если иметь боль-
  шую разность плотностей указанных жидкостей, то разделение фаз .про-
  исходит быстро.

• Растворители не должны быть огнеопасными и ядовитыми.

Есть и другие требования, предъявляемые к растворителям.

4.2.!. Методы хроматографии

' -

Методы хроматографии широко используются в научных и практи-
ческих лабораториях для разделения смесей веществ, очистки, идеи-

Гификации и количественного определения различных химических со­единений.

I». Под термином хроматография понимают совокупность методов разделения веществ между двумя фазами, из которых одна фаза являет- ои подвижной, а другая- неподвижной. Разделение веществ при помощи методов хроматографии достигается благодаря тому; что компоненты смесей вместе с подвижной фазой перемещаются через слой неподвиж­ней фазы со скоростью, зависящей от сил взаимодействия каждого ком­понента с одной и другой фазами. Различие в величинах этих взаимодей­ствий приводит к разности в скоростях движения компонентов через слой неподвижной фазы, в результате чего достигается их разделение.

В настоящее время известно множество модификаций методов хро­матографии Эти методы подразделяются в зависимости от природы сил взаимодействия компонентов смеси е подвижной и не подвижной фи »ами, от агрегатного состояния фаз, от способа проявления хрома- ГОГрамм и т.д.

В зависимости от природы сил взаимодействия разделяемых веществ с подвижной и неподвижной фазами, хроматография подразделяется на адсорбционную, распределительну ю, ионообменную, осадочную и т.д.

Учитывая агрегатное состояние фаз. принимающих участие в раз­несении веществ, хроматографию подразделяют на жидкостно-адсор- Оционную (неподвижная фаза - твердое вещество, подвижная - жид­кость), жидкость-жидкостную (обе фазы-жидкости), газо-адсорбцион- иую (неподвижная фаза - твердое вещество, подвижная - га») и газо­жидкостную (неподвижная фаза - жидкость, подвижная - газ)

В зависимости от способа проявления (способа перемещения раз­деляемой смеси вдоль сорбента) хроматография подразделяется на про- ивительную (элюпионную), фронтальную и аытеснительную

---

Существует другие классификации методов хроматографии. Рас­смотрим более подробно классификацию, которая базируется на учете природы явлений, вызывающих разделение веществ

Молекулярная адсорбционная хроматография разработана М. С Ц- иотом в 1903 г. и базируется на избирательной адсорбции (поглощении) компонентов смеси определенным адсорбентом.

Распределительная хроматография впервые предложена А. Мар- I ином и Р Сингом в 194! г. С помощью этого метода они успешно рК цедили смесь ацегилированных аминокислот на компоненты.

Метод распределительной хроматографии основан на различном распределении компонентов смеси между двумя несмешивающимися растворителями Один из этих растворителей (чаще всего вода) нахо-

дится в порах твердого носителя и является неподвижной жидкой фн
зой, а другой - подвижной фазой. Чтобы произошло разделение веществ
компоненты смеси должны различаться по величине коэффициента рая
пределения (О) между двумя несмешивающимися (подвижной и пц!
подвижной) жидкими фазами (см. метод экстракции). Числовые значо»
ния этих коэффициентов можно определить по форму ле:

О = С /С

„ поде неподв'

где О - коэффициент распределения: С

подвижной фазе, моль/л, С

подвижной фазе, моль/л.

11оскольку компоненты смеси имеют разные коэффициенты распрЛ
деления, то скорость передвижения их при разделении тоже будет нео-
динаковой. Наибольшей подвижностью обладает компонент, имеющий
наибольший коэффициент распределения.

С помощью метода распределительной хроматографии успешно раз-
деляются вещества, не адсорбируемые носителем и коэффициенты рас-;
пределения которых существенно отличаются друг от друга. Если с
распределением компонентов смеси между подвижной и неподвижной!
фазами происходит взаимодействие разделяемых веществ с носите»!
лем, то зоны этих веществ на хроматограммах перекрываются, и пол-
нота разделения не достигается.

Известно несколько вариантов метода распределительной хрома-
тографии. Разделение веществ можно производить в колонках, на бу-
маге и т. д. Варианты метода разделения отличаются друг от друге
выбором носителя для неподвижной фазы и техникой эксперимента. 1

В аналитической практике широко используется метод хроматог ра-
фии на бумаге, предложенный Консденом. Гордоном и Мартином в 19441
При разделении веществ этим методом в качестве твердого носители
применяют листы или полоски фильтровальной бумаги.

Ионообменная хроматография основана на использовании ионооб«
менных процессов, протекающих между ионами сорбента и ионами ис-|
следуемых веществ, находящихся в растворах. Сорбенты, которые со!
держат подвижные ионы, легко обменивающиеся на ионы электроли-
тов. называются ионооаиенни кам и.

Осадочная хроматография Метод осадочной хроматографии
предложили советские ученые Е Н. Гапон и Т. Б Гапон в 1948 г. Метол
основан на последовательном (фракционном) осаждении исследуемых

---

веществ, находящихся в смесях, реактивами, которые в хроматографа-
ческой колонке смешаны с носителем.

Приведенная краткая характеристика отдельных методов хрома-

ГОГрафии показывает что механизм процессов разделения веществ с
НЧ помощью может быть различным. Следует отметить, что в ряде
случаев разделение веществ методом хроматографии достигается в
(НМультате не одного, а нескольких процессов (механизм). Это приво-
дит к образованию хроматограмм смешанного типа.

Несмотря на образование хроматограмм смешанного типа один
МП механизмов разделения веществ на хроматограммах остается до-
минирующим

4.2.2. Метод хроматографии в тонком слое сорбента

В химико-токсикологическом и фармацевтическом анализах наибо-
лее часто применяется метод хроматографии в тонком слое сорбента,
«Первые предложенный советскими ученными Н. А Измайловым и
М С Шрайбер в 1938 г. С помощью этого метода Н. А. Измайлов и
М С. Шрайбер разделили ряд физиологически активных соединений,
еодсржащихся в настойках из лекарственных растений.

Разделение веществ осуществляется на пластинках, покрытых тон-
ким слоем сорбента (силикагель, оксид алюминия и др.). На пластинку
нпносят каплю смеси исследуемых веществ и помещают ее в камеру,
ми дно которой (или в отдельный лоток) налита система растворителей.
Под влиянием капиллярных сил система растворителей поднимается
НО пластинке. При этом нанесенные на пластинку вещества перемеща-
кпея через тонкий слой сорбента с различной скоростью, в результате
чего происходит разделение их на компоненты.

Механизм процесса разделения веществ методом тонкослойной хро-
матографии может быть различным. В зависимости от природы разде-
Iнемых веществ, состава тонкого слоя и свойств применяемых раство-
рителей разделение может происходить в результате адсорбции или же
рис пределения компонентов смеси между двумя несмешивающимися
А ид костями. В некоторых случаях разделение веществ на пластинках,
покрытых тонким слоем сорбента, достигается в результате ионного об-
мена и т.д. Поэтому метод тонкослойной хроматографии в зависимости

н механизма разделения веществ в ряде случаев можно рассматривать

кик один из вариантов адсорбционной хроматографии, а иногда - как ва-
риант распределительной или ионообменной хроматографии.

11о технике выполнения опытов метод хроматографии в тонких сло-

чч сорбента аналогичен методу хроматографии на бумаге. Однако ме-
и)д тонкослойной хроматографии имеет некоторые особенности и ряд
преимуществ перед методом хроматографии на бумаге.

Разделение веществ методом хроматографии в гонких слоях сорбен­тов происходит быстрее, чем методом хроматографии на бумаге. Тон­кий слой сорбента устойчив к агрессивным средам; и нагреванию. Уве­личение ассортимента материалов. применяемых для приготовления тон­ких слоев, расширяет возможности использования метода хроматогра­фии в тонких слоях сорбентов в различных областях науки и техники.

---

Разделение веществ на пластинках, покрытых тонким слоем сор­бента, можно проводить несколькими способами.

Восходящее хроматографирование. При этом методе раствори­тель под действием капиллярных сил поступает на пластинку (из лотка или из дна камеры) снизу вверх и увлекает разделяемые вещества.

Нисходящее хроматографирование. Метод состоит в том, что растворитель или система растворителей подаются к верхнему краю пластинки с помощью фитиля (жгута), погруженного в камеру с ра­створителем По эффективности эта методика не имеет преимуществ перед восходящим хроматографированием Аппаратура, применяемая для нисходящего хроматографирования, более громоздкая, нежели ис­пользуемая при восходящем хроматографировании.

Круговое хроматографирование Для круговой (радиальной) хро­матографировании на пластинках, покрытых тонким слоем сорбента, используют горизонтальный способ передвижения растворителя, кото­рый подается из чашки в центре пластинки с помощью фитиля. Во вре­мя разделения вещества движутся из центра пятна к периферии в виде концентрических колец.

Одномерное хроматографирование. При этом методе раствори­тель или система растворителей передвигаются на пластинке с разде­ляемыми веществами один раз, как в случаях нисходящей или восхо­дящей хроматографии.

Двумерная хроматография применяется для разделения смесей, содержащих большое число компонентов. При однократном хроматог­рафировании таких смесей, как правило, не достигается полнота их раз­деления. На пластинке образуется пятен меньше, чем было компонен­тов в исходной смеси. В одном пятне может находиться несколько ком­понентов с близкими свойствами.

Для более полного разделения веществ производят повторное хро­матографирование. С этой целью пластинки с частично разделенными веществами при первом хроматографировании устанавливают в каме­ру в направлении, перпендикулярном первоначальному. При повторном хроматографировании применяют систему растворителей другого со­става. При двумерном хроматографирования используют пластинки

шириной и длиной около 20 см.

г Многократное хроматографирование веществ Медленно пер< двигающиеся на пластинке вещества характеризуются малыми числе «ыми значениями К Для обнаружения и разделения таких веществ риде случаев производят многократные хроматографирования. Пла< (инку с нанесенным раствором исследуемого вещества помещают камеру После того как растворитель поднимется до линии фронта рг створителя, пластинку вынимают из камеры, высушивают при комнат ной температуре и снова помещают в камеру с той же системой рг створителей. Такой способ многократного хроматографирования д некоторой степени улучшает разделение веществ на хроматограммб Однако этот способ применяется редко Вместо многократного лучш производить однократное хроматографирования в другой, более подхо лицей системе растворителей.

---

В аналитической практике чаще всего применяется метод восходя щего одномерного хроматографирования. Поэтому в дальнейшем ос тановимся на описании только этого метода .

4,2.3. Сорбенты, применяемые для приготовления хроматографических пластинок

Результаты разделения и обнаружения веществ методом хроматог­рафии в тонких слоях сорбентов в значительной мере зависят ог хими­ческого состава и свойств сорбентов, их предварительной обработки, способа приготовления хроматографических пластинок и т.д. Для при­готовления тонких слоев применяются сидикагель, кремневая кислота, кизелыур, оксид алюминия и ряд других сорбентов. Краткая характе­ристика отдельных сорбентов приводится ниже

С 'иликагель 8(0, получают при взаимодействии концентрированных растворов растворимых силикатов с минеральными кислотами. Сили- кагсль представляет собой полярный гидрофильный сорбент с высоко­развитой капиллярной структурой

Поступающие в продажу сорта силикагеля почти всегда содержат определенное количество влаги, из-за чего на поверхности силикагеля образуются соединения, содержащие группы -8ЮН. За счет этих групп мог ут образовываться водородные связи со многими веществами, что играет большую роль при идентификации и разделении веществ мето­пом хроматографирования в тонких слоях силикагеля

Разделение веществ с помощью силикагеля зависит от его структу­ры, пористости, размера частиц, величины поверхности, наличия ак-

тнвных центров на поверхности и т.д На разделение большое влияние оказывает активность силикагеля, зависящая от содержания в нем вла­ги. величины частиц и т. д. Повышение содержания влаг и приводит к дезактивации (снижению активности) силикагеля.

Для повышения активности силикагеля его нагревают при высокой температуре, а для понижения активности к высушенному силикагелю прибавляют небольшое, но известное количество воды. В отдельных случаях используют нелетучий органический растворитель.

Силикагель I степени активности - безводный, силикагель II степс» ни активности содержит 10% воды, а силикагель 111 степени активно­сти - 12% воды.

При выборе силикагеля для аналитических целей необходимо у чи­тывать его структуру, пористость, величину зерен и т.д. Перечислен­ные характеристики изменяются в зависимости от марки силикагеля, способа обработки его перед анализом и т.д.

Силикагель Г В ряде зарубежных стран выпускается смесь сили­кагеля с гипсом под названием «Силикагель Г». При отсутствии гото­вого силикагеля Г его можно заменить смесью, состоящей из 25 г си­ликагеля и 5 г гипса.

Кремневая кислота. Для приготовления хроматографических пла­стинок в ряде случаев применяют водную кремневую кислоту. Извест­но несколько кремневых кислот: Н,8Ю₃ - метакремневая кислота, Н₄8Ю₄ - ортокремневая кислота, Н,81,0₅ -метадикремневая кислота и др., которые отличаются друг от друга количеством молекул воды, связанной с молекулой 8Ю.

---

Смотрите также файлы

• Элементы теории корреляции.doc

• гиста исправленные.docx

• Корреляция каз.doc

• Методические рекомендации для практических занятий.doc

• 4 курс тесты экзамен гастро рус.docx