Хроматографический анализ представляет собой один из важнейших типов современного анализа. Метод заключается в разделении смеси, компоненты которой имеют разные свойства, и, как следствие, различную скорость прохождения через среды. Узнайте, как происходит разделение смеси на группы веществ при хроматографии и какие условия нужно подобрать для этого процесса. Также, узнайте о разных видах хроматографии и их применении в различных отраслях промышленности и науке.
Cодержание
Хроматографический анализ представляет собой один из важнейших типов современного анализа. Метод заключается в разделении смеси, компоненты которой имеют разные свойства, и, как следствие, различную скорость прохождения через среды. Он применяется как для качественного анализа смесей, так и для выделения чистых веществ. Будучи открытым в начале прошлого века, метод до сих пор активно развивается, на его основе проводилось и проводится масса исследований в биохимии.
При проведении хроматографии
При хроматографии нанесенная на неподвижную фазу смесь разделяется на группы веществ под действием подвижной фазы, элюента. Происходит это вследствие различных скоростей движения веществ.
Самый важный этап хроматографического анализа – подготовка условий, ведь каждая смесь обладает уникальными свойствами. Так, при неправильно подобранных условиях, разделение может не произойти, отдельные вещества не выделятся. Однако, самоцелью анализа может быть выделение только одного компонента. Например, для оценки концентрации гемоглобина в крови не требуются данные о всех других ее составляющих.
Под каждую цель подбираются специфичные смеси, позволяющие выделить искомые вещества. В зависимости от условий, степень разделения может быть разная. Библиотечные данные предоставляют информацию о поведении веществ в определенных средах в форме константы Rf (фактор удерживания). Он представляет собой отношение расстояния пройденных веществом и растворителем соответственно.
Типы хроматографии
Для упрощения результатов могут менять как неподвижную, так и подвижную фазы. Неподвижная фаза представляет собой бумагу, пластинку с силикагелем или другие сорбирующие материалы. На неё наносится анализируемая смесь, которая захватывается при движении элюента. Элюент в свою очередь движется по материалу за счет капиллярных сил.
Стандартными материалами для твердо-жидкостной хроматографии являются либо бумага, либо пластинки с силикагелем. При необходимости бумага может модифицироваться, например, ацетилироваться. Это делает материал хиральным, что позволяет разделять смесь энантиомеров.
В тонкослойной хроматографии также используются модификации сорбентов, например, этерификация, взаимодействие с хлорсиланом и введение алкильных групп. Модифицированные пластинки позволяют разделять смеси более эффективно и делают их селективными к определенным свойствам.
См. также
Применение хроматографии
Хроматография является неотъемлемой частью многих отраслей промышленности и науки:
- Фармацевтическая промышленность;
- Химическая промышленность;
- Пищевая промышленность;
- Криминалистика;
- Молекулярно-биологические исследования.
Виды хроматографов
В зависимости от используемого элюента в качестве подвижной фазы, различают газовые и жидкостные хроматографы.
Газовый хроматограф в основном используется для разделения летучих смесей. В нем исследуемое вещество растворяется в газовой среде, такой как водород, аргон, азот или гелий.
Жидкостный хроматограф, напротив, использует органические растворители, воду или водные растворы. Выбор растворителя зависит от типа анализа и исследуемых веществ. Такие хроматографы применяются для анализа проб воды, почвы, воздуха, выявления пестицидов в сельхозпродукции и других задач.
Устройство хроматографа
Хроматограф состоит из нескольких основных компонентов:
1. Источник носителя, подключенный к регулятору расхода. Отсюда подвижная фаза поступает на колонки и детекторы.
2. Колонки — это трубки определенного размера, в которых размещается неподвижная фаза. В них происходит разделение на компоненты во время прохождения раствора. В зависимости от типа колонки и используемых сорбентов, степень разделения может различаться.
3. Детекторы — это устройства, которые регистрируют прохождение разделяемых компонентов и генерируют соответствующий сигнал. В зависимости от типа хроматографа, используются различные детекторы, такие как УФ-детектор, флюоресцентный детектор, масс-спектрометр и другие.
См. также
Сколько нейтронов содержится в атоме изотопа углерода с массовым числом 14?
Что нам скажет Википедия?
Хроматография (от др.-греч. χρῶμα — «цвет») — метод разделения и анализа смесей веществ, а также изучения физико-химических свойств веществ. Основан на распределении веществ между двумя фазами — неподвижной (твёрдая фаза или жидкость, связанная на инертном носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент).
Метод хроматографии был впервые применён русским учёным-ботаником Михаилом Семеновичем Цветом в 1900 году. Он использовал колонку, заполненную карбонатом кальция, для разделения пигментов растительного происхождения.
В 1941 году А. Дж. П. Мартин и Р. Л. М. Синг разработали новую разновидность хроматографии, в основу которой легло различие в коэффициентах распределения разделяемых веществ между двумя несмешивающимися жидкостями. Метод получил название «распределительная хроматография».
Хроматография подразделяется на молекулярную, ситовую, хемосорбционную и ионообменную. В молекулярной хроматографии природой сил взаимодействия между неподвижной фазой (сорбентом) и компонентами разделяемой смеси являются межмолекулярные силы типа сил Ван-дер-Ваальса.
Аналитическая хроматография предназначена для определения качественного и количественного состава исследуемой смеси.
