Хроматографические методы анализа. Классификация методов, применение их в анализе.

Хроматография - наиболее часто используемый аналитический метод. Новейшими хроматографическими методами можно проанализировать газообразные, жидкие и твердые вещества с различной молекулярной массой. Это могут быть изотопы водорода, ионы металлов, полимеры, белки, нефть и др. С помощью хроматографии получена обширная информация о строении и свойствах многих классов органических соединений. Применение хроматографических методов для разделения белков оказало огромное влияние на развитие современной биохимии. Хроматографию с успехом применяют в исследовательских и клинических целях в самых разных областях биологии и медицины, в фармацевтике и криминалистике: для терапевтического мониторинга в связи с ростом нелегального употребления наркотиков, идентификации антибиотиков и отнесения их к той или иной группе антибактериальных препаратов, для анализа отдельных наиболее важных классов пестицидов. Такие достоинства, как универсальность, экспрессность и чувствительность делают хроматографию важнейшим аналитическим методом.

Компоненты анализируемой смеси (сорбаты) вместе с подвижной фазой передвигаются вдоль стационарной фазы. Ее обычно помещают в стеклянную или металлическую трубку, называемую колонкой. В зависимости от силы взаимодействия с поверхностью сорбента (за счет адсорбции или по какому-либо другому механизму) компоненты будут перемещаться вдоль колонки с разной скоростью. Одни компоненты останутся в верхнем слое сорбента, другие, в меньшей степени взаимодействующие с сорбентом, окажутся в нижней части колонки, а некоторые и вовсе покинут колонку вместе с подвижной фазой. Таким образом, происходит быстрое разделение сложных смесей компонентов. При перемещении вдоль колонки подвижная фаза встречает на своем пути все новые и новые слои сорбента, что обеспечивает многократность актов сорбции - десорбции разделяемых компонентов. Этим обусловлена значительно большая эффективность хроматографического разделения по сравнению со статическими методами сорбции и экстракции.

Хроматография- это физико-химический метод разделения и определения веществ, основанный на распределении компонентов между двумя фазами, неподвижной и подвижной. Неподвижной (стационарной) фазой служит твердое пористое вещество или пленка высококипящей органической жидкости, нанесенная на твердое вещество. Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающий через неподвижную фазу.

Хроматография — гибридный метод анализа, в котором хроматографический процесс является частью общей аналитической системы, сочетающей разделение и измерение. Метод позволяет не только разделять многокомпонентную смесь, но идентифицировать и определять ее количественный состав.

Классификация методов хроматографии

Различные методы хроматографии можно классифицировать по агрегатному состоянию фаз, способу их относительного перемещения, аппаратурному оформлению процесса и т. д.

По агрегатному состоянию фаз хроматографические методы обычно классифицируют следующим образом

-газовая;

-жидкостная;

-газожидкостная хроматография.

По механизму взаимодействия сорбента и сорбата можно выделить несколько видов хроматографии:

-адсорбционная хроматография (жидкостная, газовая) основана на различии в адсорбируемости веществ твердым сорбентом;

-распределительная хроматография - на различии в растворимости разделяемых веществ в неподвижной фазе (газовая хроматография) или на различии в растворимости веществ в подвижной и неподвижной жидких фазах;

-ионообменная хроматография - на разной способности веществ к ионному обмену;

-эксклюзионная хроматография - на различии в размерах и формах молекул разделяемых веществ;

-аффинная хроматография - на специфических взаимодействиях, характерных для некоторых биологических и биохимических процессов.

По технике выполнения различают:

-колоночную хроматографию (разделение проводится в специальных колонках);

-плоскостную хроматографию, когда разделение проводится на специальной бумаге (бумажная хроматография) или в тонком слое сорбента (тонкослойная хроматография);

-капиллярная хроматография.

По цели хроматографирования выделяют

-аналитическую хроматографию (качественный и количественный анализ);

-препаративную хроматографию (для получения веществ в чистом виде, для концентрирования и выделения микропримесей);

-промышленную (производственную) хроматографию для автоматического управления процессом.

По способу относительного перемещения фаз различают

-фронтальную;

-проявительную, или элюентную;

-вытеснительную хроматографию.

В хроматографии подвижную фазу, вводимую в слой неподвижной фазы, называют элюентом, а подвижную фазу, вышедшую из колонки и содержащую разделенные компоненты, - элюатом.

Основная литература

1. Цитович И.К. Курс аналитической химии. – СПб.: Лань, 2004.-.496 с.

2. Аналитическая химия: учебно- методическое пособие / Перм. ун-т; сост. Л.И. Торопов, С.А. Денисова. - Пермь, 2007. – 160 с.

Дополнительная литература

3. Золотов, Ю. А. Основы аналитической химии. В 2 кн. Кн.1. Общие вопросы. Методы разделения: учеб. для вузов / Ю. А. Золотов, Е. Н. Дорохова В. И. Фадеева и др.; под ред. Ю. А. Золотова. – М.: Высш. шк., 1999. – 351 с.; Кн. 2. Методы химического анализа. – М.: Высш. шк., 1999. – 494 с.

4. Основы аналитической химии. Задачи и вопросы: учеб. пособие для вузов / В. И. Фадеева, Ю. А. Барбалат, А. В. Гармаш и др.; под ред. Ю. А. Золотова. – М.: Высш. шк., 2002. – 412 с.

5. Дорохова, Е. Н. Задачи и вопросы по аналитической химии / Е. Н. Дорохова, Г. В. Прохорова. – М.: Мир, 2001. – 267 с.

6. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Учебное пособие для вузов. Под ред. Ю.А. Золотова. – М.: Высш. шк., 2001. –463 с.

7. Васильев, В. П. Аналитическая химия. В 2 кн. Кн. 1. Титриметрические и гравиметрический методы анализа: учеб.для студ. вузов / В. П. Васильев. – М.: Дрофа, 2002. – 368 с.

8. Васильев, В. П. Аналитическая химия. Сборник вопросов, упражнений и задач: пособие для вузов / В. П. Васильев, Л. А. Кочергина, Т. Д. Орлова; под ред. В. П. Васильева. – Васильев, В. П. Аналитическая химия. Дрофа, 2003. – 320 с.

9. Пилипенко, А.Т., Пятницкий, И.В. Аналитическая химия. В 2-х кн.: кн.1 - М.: Химия, 1990. – 480 с.

10. Харитонов, Ю. А. Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн. Кн.1. Общие теоретические основы. Качественный анализ: учеб. для вузов / Ю. Я. Харитонов. – М.: Высш. шк., 2001. – 615 с. Кн.2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа. – М.: Высш. шк., 2003. – 559 с.

11. Шрайбман, Г. Н.Руководство к решению задач по курсу «Аналитическая химия». Часть 1: учеб. пособие. – 2-е изд., перераб и доп. / Г. Н. Шрайбман, П. Д. Халфина, О. Н. Булгакова, Р. Ш. Халиуллин; под ред. Г. Н. Шрайбман; ГОУ ВПО «Кемеровский госуниверситет» – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2006.– 196 с.

12. Скуг, Д. Основы аналитической химии. Т. 1. / Д. Скуг, Д. Уэст; пер. с англ.– М.:Мир, 1979. – 480 с.

13. Лайтинен, Г.А., Харрис, В.Е. Химический анализ. 2-е изд., пере-раб. - М.: Химия, 1979. – 624 с.

14. Алексеев, В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа. – М.: Химия, 1973.– 584 с.

15. Методы обнаружения и разделения элементов / Под ред. И.П. Алимарина. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984. –206 с.

16. Лурье, Ю. Ю. Справочник по аналитической химии / Ю. Ю. Лурье. – М.: Химия, 1980. – 480 с.