45. Влияние количества жидкой фазы и толщины пленки на эффективность колонки.
При исследовании этого вопроса для капиллярной газовой хроматографии необходимо принимать во внимание следующие два обстоятельства:
толщина пленки неподвижной жидкой фазы входит в уравнение Голея в качестве самостоятельной величины;
с изменением толщины пленки изменяется и величина фазового отношения , определяемая отношением объемов газовой и жидкой фаз в соответствии с уравнением
,
(49)
а,
следовательно, изменяется и величина
коэффициента емкости колонки
,
определяемая соотношением
.
(50)
Следовательно, при выборе конкретной капиллярной колонки всегда следует учитывать, какая практическая цель при этом преследуется с учетом следующих положений:
тонкая пленка приводит к малым значениям и, следовательно, к необходимости увеличения числа теоретических тарелок. Однако в этом случае допустимы высокие скорости потока газа-носителя, что позволяет сократить время анализа;
разделение на тонкой пленке можно производить при более низких температурах;
колонки с тонкой пленкой имеют малую емкость, что предопределяет малый объем вводимого образца и, следовательно, использование высокочувствительных детекторов.
В этой связи толщина пленки неподвижной жидкой фазы должна соответствовать некоторой оптимальной величине, удовлетворяющей отмеченным требованиям. Обычно это десятые доли микрометра.
46. Жидкостная хроматография. Общие положения.
Жидкостная хроматография (ЖХ) – метод разделения сложных смесей в-в, в кот. ПФ является жидкость. Этот метод может быть использован для разделения более широкого круга в-в, чем методы ГХ, т.к. большинство в-в не обладает дост-ной летучестью, многие неустойчивы при повышенной температуре и разлагаются при переводе и в газообразное состояние. В ЖХ разделение проводится чаще всего при комнатной температуре.
Особенности всех видов ЖХ обусловлены тем, что ПФ явл-ся жидкость. Если в ГХ Г-Н выполняет только транспортную функцию и НФ практически не сорбируется, то ПЖФ (подв. жидкая фаза) в ЖХ явл-ся активным элюентом, молекулы его могут сорбироваться на поверхности НФ или растворяться в НЖФ. При прохождении через колонку молекулы компонентов пробы должны вытеснить молекулы элюента с поверхности НФ.. Поэтому величины удерживаемых объемов, пропорциональные изменению своб. энергии системы, в ЖХ меньше, чем в ГХ, а диапазон линейности изотерм сорбции в ЖХ больше. Селективность хроматографич. системы в ЖХ определяется выбором ПФ и НФ.
В классич. варианте ЖХ в стеклян. колонку длиной 1-2 м, заполненную сорбентом с размерами частиц более 100 мкм и элюентом, вводят анализируемую пробу и пропускают элюент, отбирая на выходе из колонки порции элюата. Этот элюат в ЖХ до сих пор применяется в лабораторной практике. Но т.к. скорость прохождения элюента под действием силы тяжести мада, анализ продолжителен. Соврем. вариант ЖХ – ВЭЖХ (высокоэффективная ЖХ) – отлич-ся тем, что в кач-ве НФ используют поверхностно-пористые и объемно-пористые сорбенты с размерами частиц 5-10 мкм, нагнетательные насосы, обеспечивающие давление в системе до 400 атм. и высокочувствит. детекторы.
47. Адсорбционная жидкостная хроматография. Адсорбционная ЖХ (АЖХ) в зав-сти от полярности НФ и ПФ разделяют на нормально-фазовую и обращено-фазовую. В нормально-фазовой хромат-фии (НФХ) используют полярный адсорбент и неполяр. ПФ, в обращено-фазовой хроматографии (ОФХ) – неполяр. сорбент и полярную ПФ. В обоих случаях выбор ПФ важнее выбора НФ. В АЖХ в кач-ве НФ применяют тонкодисперсные пористые материалы (полярные и неполярные) с уд. поверхностью более 50 м2/г. Полярные адсорбенты – SiO2, Al2O3, осксиды др. металлов – имеют на пов-ти слабокислотные группы, способные удерживать в-ва с основными св-ми. Их применяют для разделения неполярный и слабополярных соединений. Их недостаток – они проявляют выс. чувствит-сть к содержанию воды в растворителе. Для устранения недостатка их обрабатывают, напр., диолами, аминами, т.е. происходит химич. поверхностная прививка, модифиц-вание поверхности и регулирование селект-сти сорбента по отношению к анализир. в-вам. Неполярные адсорбенты – графитир. сажи, кизельгур – к полярным материалам неселективны. Для получения неполяр. сорбентов часто на поверхность поляр. сорбента прививают неполяр. группы. ПФ должна растворять пробу и обладать невыс. вязкостью. Желат-но, чтобы из НФ в-ва пробы легко отделялись. ПФ в ЖХ различ-ся по своей элюирующей силе. Элюирующая сила показывает, во сколько раз энергия сорбции данного элюента на выбранном адсорбенте больше, чем энергия сорбции элюента, выбранного в кач-ве стандарта на этом же адсорбенте. В кач-ве стандарта часто используют норм. гептан. Растворитель тем сильнее, чем выше расворимость в нем анализ. пробы, чем сильнее взаимод-вие растворитель-сорбат. Об относит. силе растворителей им-ся справоч. данные. В ЖХ часто применяются не чистые растворители, а их смеси, т.к. даже незначит. добавки др. растворителя могут существенно изменить элюирующую силу. При разделении многокомпонент. смесей одна ПФ в кач-ве элюента не может разделить все компоненты за приемлемое время. Поэтому применяют метод ступенчатого или градиентного элюирования, при кот. в процессе хромат-вания послед-но применяют все более сильные элюенты, что позволяет элюировать из колонки даже сильно удерживаемые компоненты за приемлемое время. В ЖХ есть ряд эмпирич. правил, оказ-щих положит. эффект при правильном выборе ПФ: 1. сорбция соед-ния увел-ся по мере увеличения в нем кол-ва двойн. связей и ОН-групп; 2.сорбция уменьшается в ряду: органич. кислоты → спирты → альдегиды → кетоны → слож. эфиры → ненасыщ. углеводороды → насыщ. углеводороды; 3.для разделения в-в разной полярности и разделения соединений разных классов применяют НФХ; 4.в ОФХ неполярный адсорбент сильнее адсорбирует непол. компоненты из полярных элюентов (напр., из воды); 5.снижая полярность элюента путем добавления менее полярного растворителя можно увеличить время удерживания компонентов.