9.Основная характеристика хроматографического метода анализа, достоинства и недостатки

Хроматографический метод разделения и анализ сложных смесей был открыт русским ботаником Михаилом Семеновичем Цветом. При пропускании экстракта зеленого листа через колонку, заполненную порошком мела, он получил несколько окрашенных зон, что говорило о наличии в экстракте нескольких веществ. Применение: в биологии, медицине, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Вещество, которым наполнено хроматографическая трубка, называется сорбентом. Сорбент является неподвижной фазой. Растворитель, перемещающийся относительно сорбента, называется подвижной фазой. Молекулы исследуемых веществ называются сорбаты. При движении вдоль колонки эти молекулы диффундируют внутри пор сорбента и, в результате межмолекулярных взаимодействий, адсорбируются на поверхности неподвижной фазы. Время, в течение которого молекулы находятся в адсорбированном состоянии, определяется силой межмолекулярного взаимодействия сорбата с сорбентом. С точки зрения хроматографии наиболее приемлемой является скорость, которая в 2-10 раз меньше скорости движения растворителя.

Хроматографическое разделение основано на различии скоростей перемещения разных компонентов пробы через слой сорбента. Скорости движения компонентов в хроматографии теоретически не должно зависеть ни от концентрации сорбата, ни от состава пробы. На практике эти положения иногда не выполняются, особенно при высокой концентрации компонентов и при вводе в колонку большой массы пробы. Это ведет к ошибочным результатам анализа.

Хроматограмма – кривая, изображающая зависимость концентрации соединений, выходящих из колонки с потоком подвижной фазы, от времени с момента начала разделения.

Пик – кривая, в идеале приближающейся к кривой гауссова распределения, описывает постепенное нарастание концентрации на выходе из колонки и последующим ее уменьшении. Время появления максимума пика на хроматограмме называется временем удерживания.

Основные преимущества хроматографии: высочайшая селективность, воспроизводимость результатов, многокомпонентность анализа, низкие пределы обнаружения, широкий диапазон линейности, малый расход пробы, экспрессность анализа, простота эксплуатации и возможность полной автоматизации.

Особенности хроматографического анализа:

1. Гибридный метод (разделение, идентификация и количественное определение компонентов проводятся одновременно, на одном приборе).

2. Универсальность.

3. Информативность.

4. Переменная чувствительность.

5 . проблематичность концентрирования и непрерывного контроля состава объекта.

6. Незавершенность разработки теоретических основ метода, ведущая к эмпирическому подбору условий разделения смеси.

10.Классификация методов хроматографического анализа, их характеристика

Классификация по фазовым состояниям

ПФ (подвижная фаза)	НФ (неподвижная фаза)	Общее название	Варианты
Газ	Твердая	Газовая хроматография	Газоадсорбционная (ГАХ)
	Жидкая		Газожидкостная (ГЖХ)
Жидкость	Твердая	Жидкостная хроматография	Жидкостно-адсорбционная
	Жидкая		Жидкость-жидкостная
Флюид	Твердая	Флюидная хроматография	Флюидно-адсорбционная
	Жидкая		Флюидно-жидкостная

Газовая хроматография – вид хроматографии, в которой подвижная фаза находится в состоянии газа или пара, неподвижной фазой является жидкость. Принцип разделения основан на неодинаковом сродстве веществ в летучей подвижной фазе. Области применения ГХ: разделение многокомпонентных смесей, хорошо применим для разделения бензина, масел, достоинствами метода является высокая точность, чувствительность компонента.

Жидкостная хроматография – подвижная фаза жидкость, неподвижной фазой может быть твердая, жидкая и гелеобразная фаза. Применение ЖХ: изучение различных растворов и веществ, находящихся в жидком состоянии. Недостатки метода: низкая разрешающая способность, которая обусловлена высокой вязкостью подвижной фазы и, как следствие, низкой скоростью диффузии.

Флюидная хроматография. Флюид – состояние вещества, при котором исчезают различия между жидкой и газовой средой. Любое вещество, находящееся при температуре и давлении, выше критической нормы, является флюидом. Свойства флюида промежуточные между газовой и жидкой фазой. Обладает высокой плотностью как жидкости и низкой вязкостью как газы.

Классификация по способу проведения хроматографического процесса

Характер процесса	Схема	Общее название	Вариант
В цилиндрическом слое сорбента		Колоночная	Хроматография на насадочных колонках
В пленке на внутренней стенке капилляра			Капиллярная (в т.ч. на поликапиллярных колонках)
В плоском слое сорбента		Планарная	Бумажная (БХ) и тонкослойная (ТСХ)

Колоночная хроматография – пористые гранулы сорбента заполняют стеклянную колонку изнутри. Данный вид хроматографии протекает при высоком давлении и температуре. Планарная протекает в наклонно расположенном слое сорбента, между которым подвижная фаза течет под действием силы тяжести.

По способу протекания:

1. фронтальный анализ. Раствор смеси непрерывно подается в хроматографическую колонку, на выходе появляются один за другим несколько фронтов элюента. За первым следует чистый, быстрее других, мигрирующий в данной системе. Второй фронт отмечает добавление к нему следующего по подвижности компонента.

2. вытеснительный вариант. В колонку наносят определенную порцию раствора исходной смеси веществ. В качестве подвижной фазы используют раствор с заведомо большим сродством к неподвижной фазе. Происходит вытеснение тех веществ, которые обладают наименьшим сродством к сорбенту, а затем и всех остальных. Элюент выталкивает все компоненты на подобии поршня.

3. Элюентный вариант. В этом методе подвижная фаза обладает меньшим сродством к сорбенту, чем анализируемое вещество. Вещество постепенно вымывается из сорбента за счет непрерывного перераспределения между подвижной и неподвижной фазой. Миграция протекает тем медленнее, чем больше сродство к неподвижной фазе.