Аналитическая химия. Лебедева М.И. - 65 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Затем через колонку пропускают поток ПФ, содержащий вытеснитель, который последовательно вытесняет из НФ
компоненты в порядке убывания их сорбционной способности: самый сильно сорбирующийся компонент вытесняет ме-
нее сорбирующийся, тот – следующий и т.д.
Таким образом, компоненты пробы перемещаются вдоль колонки впереди фронта зоны вытеснителя в порядке уве-
личения их сорбционных свойств. На хроматограмме также получается ступенчатая кривая, но каждая ступенька соот-
ветствует только одному компоненту. В результате каждый компонент не отделяется зоной чистого растворителя (зоны
частично перекрываются).
Все отмеченные критерии классификации методов хроматографии являются независимыми, поэтому при обозначе-
нии конкретного метода они должны быть оговорены отдельно. Однако на практике используют более простую систему
классификации, в основе которой – учёт только агрегатного состояния фаз и природы элементарного взаимодействия
(табл. 9.1). При необходимости обозначение конкретного метода дополняется описанием способов аппаратурного оформ-
ления процесса и относительного перемещения фаз. Отдельно может оговариваться назначение метода.
5.
Конечная цель процесса. Хроматографию можно рассматривать как гибридный метод, в котором технологиче-
ский процесс представляет собой часть аналитической системы, сочетающей разделение и измерение. В связи с этим сам
хроматографический процесс может использоваться либо в технологических задачах, связанных с получением матери-
альных продуктов (препаративное применение), либо для получения информации о качественном и количественном со-
ставе и физико-химических свойствах исследуемых объектов (аналитическое применение). В последнем случае хромато-
графия может применяться в сочетании с другими физико-химическими методами.
9.5. ИОНООБМЕННАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ
Ионообменная хроматография – сорбционный динамический метод разделения смесей ионов на сорбентах, назы-
ваемых ионообменниками. При пропускании анализируемого раствора электролита через ионообменник в результате
гетерогенной химической реакции происходит обратимый стехиометрический эквивалентный обмен ионов раствора на
ионы того же знака, входящие в состав ионообменника. Ионообменный цикл состоит из стадии поглощения ионов (сорб-
ции) ионообменником НФ и стадии извлечения ионов (десорбции) из ионообменника раствором, который проходит через
сорбент (ПФ или элюент).
Разделение ионов обусловлено их различным сродством к ионообменнику и происходит за счёт различия скоростей
перемещения компонентов по колонке в соответствии с их значениями коэффициентов распределения.
Ионообменники могут быть неорганического и органического происхождения, природными и синтетическими ве-
ществами. В настоящее время широкое применение получили синтетические органические ионообменники на основе
искусственных смол; эти сорбенты не растворимы в воде и органических растворителях, обладают высокой ионообмен-
ной ёмкостью, селективностью, химической, термической и механической прочностью. Ионообменники подразделяются
на катионо- и анионообменники, способные к обмену катионов и анионов, соответственно.
Катионообменные смолы содержат активные группы: –SO
3
H, –COOH, –OH, –PO(OH)
2
. Помимо этих групп катионо-
обменивающимися свойствами обладают сульфгидрильные –SH и арсоновые –As(OH)
2
группы.
У анионитов активными являются основные группы: –NH
2
, =NH, ≡N, четвертичные аммониевые (–NR
3
) группы. Эти
активные группы структурно связаны с пространственной молекулярной сеткой ионита (матрицей) и удерживаются на
ней за счёт сил электростатического взаимодействия и могут обмениваться на другие ионы (компоненты пробы), присут-
ствующие в ПФ.
Известны амфотерные ионообменники (амфолиты), которые в зависимости от условия проведения ионного обмена
могут обменивать либо катионы либо анионы.
Структура ионообменников представляет собой высокомолекулярную пространственную сетку углеводородных
цепей (матрицу), в которой закреплены химически активные ионогенные группы кислотного или основного характера,
способные к ионизации и обмену ионов. Химическая природа ионогенных групп определяет способность ионообменника
к ионизации, следовательно, к ионному обмену в зависимости от рН.
По степени ионизации ионогенных групп катионообменники подразделяют на сильно- и слабокислотные, а анионо-
обменники – на сильно- и слабоосновные. Высокоионизированные сильнокислотные катионообменники, содержащие,
например, группу –SO
3
H, обладают способностью обмена ионов водорода на ион металла в интервале изменения рН от 0
до 14. Слабокислотные катионообменники с ионогенными группами –РО(ОН)
2
, –СООН депротонируются, а следова-
тельно, способны к обмену ионов водорода в нейтральной и щелочной средах. Сильноосновные анионообменники, со-
держащие четвертичные аммониевые группы, обменивают ион гидроксида на ионы того же знака в интервале рН от 0 до
14. Слабоионизированные смолы, низкая основность которых обусловлена различными аминными группами (–NH
2
, =NH,
≡N), применяют в нейтральных и кислых растворах.
Свойства ионообменника поглощать определённое количество ионов из раствора характеризуются обменной ёмко-
стью.
Обмен-емкость выражает количеством моль-эквивалентов, обменивающегося иона на единицу массы или объёма
смолы (моль-экв/г илимоль-экв/см
3
).
Ионообменная хроматография, имея свои особенности, подчиняется общим законам сорбции. На процесс ионного
обмена оказывают влияние природа ионообменника и природа ионов исследуемого раствора, а также ряд эксперимен-
тальных факторов: параметры колонки, размеры зерен ионообменника, скорость пропускания раствора, состав подвиж-
ной фазы, температура и др.

Страницы