Жидкостная, газовая, ионообменная, адсорбционная и распределительная, газо-адсорбционная и газо-жидкостная хроматография

Хроматография – наиболее распространённый, надёжный и универсальный метод разделения самых разнообразных смесей. Методы газовой хроматографии, включающие газоадсорбционную и газожидкостную, позволяют анализировать летучие термостабильные вещества с молекулярной массой меньше 400 независимо от их агрегатного состояния. Так, газо - адсорбционную хроматографию широко используют для анализа смесей газов и низкокипящих углеводородов, не содержащих активных функциональных групп. Газожидкостная хроматография незаменима в нефтехимии, определении пестицидов, удобрений, лекарственных препаратов и т.д.

Жидкостная хроматография – это метод разделения и анализа многокомпонентных смесей нелетучих веществ в растворах. Жидкостная хроматография применима для более широкого круга веществ, чем газовая, так как большинство соединений не обладает летучестью и термостабильностью.

Метод газовой хроматографии получил наибольшее распространение. Газовая хроматография – это гибридный метод, позволяющий одновременно проводить и разделение и определение компонентов смеси. В качестве подвижной фазы (газа-носителя) используют газы, их смеси или соединения, находящиеся в условиях разделения в газообразном или парообразном состоянии. В качестве неподвижной фазы используют твёрдые сорбенты (газоадсорбционная хроматография) или жидкость, нанесённую тонким слоем на поверхность инертного носителя (газожидкостная хроматография). Достоинства газовой хроматографии: возможность идентификации и количественного определения индивидуальных компонентов сложных смесей; возможность изучения различных свойств веществ и физико- химических взаимодействий в газах, жидкостях и на поверхности твёрдых тел; высокая чёткость разделения и быстрота процесса; возможность исследования микропроб и автоматической записи результатов; возможность анализа широкого круга объектов от лёгких газов до высокомолекулярных органических соединений; возможность выделения чистых веществ.

Газо - адсорбционная хроматография. В газо - адсорбционной хроматографии (ГАХ) разделение анализируемых компонентов основано на различном сродстве их к твёрдому адсорбенту. При хроматографировании многократно повторяется процесс адсорбции разделяемых компонентов зёрнами адсорбента и их десорбции в подвижную газообразную фазу. Селективность адсорбента определяется характером и прочностью взаимодействий разделяемых веществ с поверхностью адсорбента. Для разделения полярных соединений используются адсорбенты с пониженной адсорбционной активностью, а для разделения неполярных веществ – адсорбенты с высокой адсорбционной способностью. Типы адсорбентов: неспецифические неполярные адсорбенты, на поверхности которых нет каких-либо функциональных групп и ионов; специфические адсорбенты, имеющие на поверхности

положи тельные заряды; специфические адсорбенты, имеющие на поверхности связи или группы атомов с повышенной электронной плотностью. Достоинством ГАХ является высокая разделительная способность при анализе смесей газов и паров низкокипящих веществ. Высокая термическая устойчивость и нелетучесть адсорбентов позволяет анализировать высококипящие соединения без снижения чувствительности детекторов. Для ГАХ характерна более высокая скорость массообменных процессов по сравнению с газожидкостной хроматографией, что сокращает время выполнения анализов. К недостаткам ГАХ относится неоднородность поверхности адсорбентов, их химическая и каталитическая активность, повышенная адсорбционная активность, а также нелинейность изотермы адсорбции.

В основе газожидкостной хроматографии (ГЖХ) лежит явление селективной абсорбции (растворения) компонентов смеси неподвижной жидкой фазой – абсорбентом. Неподвижную жидкую фазу в виде плёнки наносят на внутренние стенки капиллярной колонки или на зёрна твёрдого носителя, которым заполняется насадочная колонка. Для разделения компонентов смеси решающее значение имеют силы взаимодействия молекул газа или пара хроматографируемого вещества с молекулами абсорбента. Эти силы зависят от структуры и свойств молекул, как неподвижной жидкой фазы, так и анализируемых веществ. Метод газожидкостной хроматографии, имеет более широкие аналитические возможности по сравнению с ГАХ, так как избирательность растворения газов в плёнке жидкости гораздо больше, чем различие в их адсорбционных свойствах. Существенным преимуществом газожидкостной хроматографии перед ГАХ является то, что изотерма абсорбции линейна в более широком интервале концентраций, чем изотерма адсорбции.

Вид хроматографии, в основе которого лежит явление обмена ионов, содержащихся в растворе, на ионы неподвижной фазы, называют ионообменной. Эта хроматография позволяет решать многие важные задачи, в том числе, разделять

катионы и анионы, ионные и неионные вещества, одноименно заряженные ионные вещества, но различающиеся ионным радиусом и зарядом.

При использовании ионообменной хроматиграфии возможно: определить общее и частное содержание солей в растворе, удалить посторонние ионы и вещества при получении чистых реактивов, определить уровень загрязнений окружающей среды, произвести деионизацию воды, заменить противоионы в буферных растворах, очистить биополимеры.