Хроматография

ХРОМАТОГРАФИЯ (от греч. chroma, род. падеж chromatos — цвет и grapho — пишу * а. chromatography; н. Chromatographie; ф. chromatographie; и. cromatografia) — метод разделения, анализа и исследования смесей веществ, основанный на различном распределении веществ в динамических условиях между подвижной и неподвижной фазами.

Метод предложен русский учёным М. С. Цветом в 1903.

Виды и определение хроматографии

В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы системы, в которой проводят разделение смеси веществ на отдельные компоненты, различают газовую (см. газоадсорбционная хроматография), газожидкостную хроматографию и жидкостную хроматографию. В отличие от газовой и газожидкостной хроматографии, пригодных для разделения только смесей газов и веществ, которые можно перевести в парообразное состояние без разложения, жидкостная хроматография позволяет разделять многочисленные органические и неорганические соединения.

Хроматографию классифицируют также по механизму разделения: молекулярная (адсорбционная), ионообменная, осадочная и распределительная. В адсорбционном хроме разделение осуществляется в результате взаимодействия вещества с адсорбентами (например, силикагелем, оксидом алюминия и др.), имеющими на поверхности активные центры. В распределительном хроме вещества разделяются из-за различной растворимости и обратимой сорбции компонентов смеси в двух несмешивающихся жидких фазах — подвижной и неподвижной. Неподвижный растворитель обычно закреплён на твёрдом носителе (см. бумажная хроматография, тонкослойная хроматография). Колоночный вариант распределительной хроматографии называется экстракционной хроматографией, так как химизм процесса экстракционный, а техника осуществления — хроматографическая.

Осадочная хроматография

Осадочная хроматография основана на химических реакциях хемосорбента с компонентами смеси растворённых веществ с образованием новой фазы — осадка. Осадочные хроматограммы могут быть получены как в колонке на носителе, содержащем осадитель, так и на бумаге, пропитанной осадителем. В окислительно-восстановительной хроматографии разделение веществ происходит вследствие различий в скоростях окислительно-восстановительных реакций, протекающих между окислителем или восстановителем, которые содержатся на колонке, и ионами хроматографируемого раствора. Эффективность разделения определяется величинами редокс-потенциалов хроматографируемых систем.

Адсорбционая хроматография

В адсорбционно-комплексообразовательной хроматографии разделение веществ происходит вследствие различий констант нестойкости их комплексных соединений. В качестве носителя используют сорбент, способный удерживать комплексообразующий реагент и продукты его реакции с катионами. Например, слой активного угля с адсорбированным на нём диметилглиоксимом позволяет разделить никель, железо, медь. Широкое применение находят хелатные смолы, содержащие различные функционально-аналитические группы. В аналитического реакционной газовой хроматографии сочетаются два метода анализа — хроматографический и химический. При этом на всех стадиях хроматографического анализа — от введения пробы до детектирования — используются химические реакции. В пиролитической газовой хроматографии твёрдые пробы предварительно подвергают пиролизу и образовавшиеся газообразные продукты анализируют методами газоадсорбционной или газожидкостной хроматографии.

Метод

В хроматотермографическом способе (хроматермография) для улучшения условий разделения компонентов смеси после введения в колонку пробы последнюю промывают газом-носителем и одновременно с этим подвергают действию движущегося температурного поля с градиентом температуры по длине колонки. По форме проведения процесса различают колоночную (ионообменная, газоадсорбционная, газожидкостная хроматография), плоскостную, которая в свою очередь подразделяется на бумажную и тонкослойную хроматографию, и капиллярную хроматографию.

Важнейшими способами разделения являются фронтальный, вытеснительный, элюентный и комплексообразовательный (см. ионообменная хроматография).

Методы газоадсорбционной, газожидкостной, ионной и некоторых других видов хроматографии реализуют с помощью специальных приборов, называется хроматографами. После разделения компоненты смеси поступают на детектор, с помощью которого их идентифицируют и количественно определяют. Наиболее часто используют пламенноеонизационный, радиометрические детекторы, катарометр. Широкое применение в качестве детекторов находят пламенно-фотометрические, атомно-абсорбционные спектрофотометры, флуориметры, кондуктометры, кулонометры и другие приборы, используемые в аналитической химии для определения элементов и их соединений. Сочетание хроматографических методов разделения с масс-спектрометрическим определением веществ привело к созданию нового метода анализа, называется хромато-масс-спектрометрией.

Применение хроматографии

Хроматографию широко используют при анализе полезных ископаемых, горных пород и минералов, в технологические процессах для очистки и опреснения воды, для получения веществ высокой чистоты.