4. Хроматография

Хроматография представляет собой динамический метод анализа, основанный на многократно повторяющихся процессах сорбции и десорбции.

Обязательным условием для проведения хроматографии является наличие двух фаз: неподвижной (стационарной) и подвижной. В результате того, что различные вещества (А, Д, Н) перемещаются вдоль стационарной фазы с разной скоростью, происходит их разделение. Хроматография—один из не многих методов, сочетающий в себе и раздельное, и количественное определение веществ, входящих в состав многокомпонентных проб. Различная скорость перемещения отдельных компонентов смеси вдоль стационарной фазы связана со сложным характером взаимодействия в системе «вещество — подвижная фаза — неподвижная фаза». По доминирующему механизму различают адсорбционную, распределительную, ионообменную, хемосорбционную и молекулярно-ситовую хроматографию.

А дсорбционная хроматография основана на различии в адсорбционных свойствах разделяемых веществ. Компоненты, не адсорбирующиеся стацио­нарной фазой, будут во время анализа находиться только в подвижной фазе, скорость их перемещения вдоль стационарной фазы будет максимально возможной. Наоборот, хорошо адсорбирующиеся компоненты будут медленно передвигаться вдоль стационарной фазы.

Распределительная хроматография основана на различиях в коэффициентах распределений, представляющих собой отношение концентрации вещества в неподвижной фазе — жидкости — к концентрации вещества в подвижной фазе — газе или жидкости.

В ионообменной хроматографии разделение вещества связано с различием термодинамических констант ионного обмена определяемых ионов.

Хемосорбционная хроматография включает в себя несколько вариантов хроматографических процессов, общим для них является различие в термодинамических константах того или иного вида химического равновесия- констант растворимости {осадочная хроматография), констант нестойкости комплексных соединений (адсорбционно-комплексообразовательная хроматография), констант реакций с переносом электрона (редокс-хроматография).

К хемосорбционной хроматографии относится и биоспецифическая (афинная) хроматография, основанная на специфичности взаимодействия, лежащего в основе биологической функции фермента. Стационарная фаза содержит либо фермент, либо субстрат, в результате чего из анализируемой смеси с высокой степенью специфичности будет «вылавливаться» партнер соответствующей фермент-субстратной реакции.

Молекулярно-ситовая хроматография (устаревшее название — гельфильтрация) позволяет анализировать смеси, содержащие вещества со значительно различающимся размером молекул. В качестве стационарной фазы используют пористые тела — молекулярные сита, которые являются проницаемыми для молекул только определенного размера. Крупные молекулы, не попадая в поры, перемещаются вдоль стационарной фазы быстрее, чем мелкие. Молекулярно-ситовая хроматография чрезвычайно широко применяется в биохимии для разделения смесей биополимеров (например, белков) на фракции.

Приведенная классификация хроматографических методов не является единственной. В некоторых случаях хроматографические методы принято классифицировать по агрегатному состоянию применяющихся фаз.

Таблица. Классификация хроматографических методов по агрегатному состоянию фаз

Неподвижная фаза	Подвижная фаза
	Жидкость (жидкостная хроматоргафия) ЖХ	Газ (газовая хроматография) ГХ
Тело твердое (адсорбционная хроматография)	Жидкостно-твердофазная (жидкостно-адсорбционная хроматография) ЖАХ	Газо-твердофазная (газо-адсорбционная хроматография) ГАХ
Жидкость, нанесенная в виде пленки на инертный носитель	Жидкостно-жидкостная ЖЖХ	Газо-жидкостная ГЖХ

С точки зрения техники эксперимента принято различать колоночную (разновидность—капиллярная), бумажную и тонкослойную хроматографию (ТСХ).

Вопросы для самоконтроля

1. Физический метод анализа, основанный на изучении спектров пропускания…(Эмиссионный, атомно-адсорбционный, электронографический, рентгенографический)

2. Метод разделения, выделения и идентификации веществ, основанный на различии их поведения в системе двух несмешивающихся – подвижной и неподвижной – (сублимация, дистилляция, хроматография, ректификация)

3. Преимущества спектрофотометра по сравнению с фотоколориметром… (возможность использования разных по толщине кювет, использование монохроматического излучения, возможность использования УФ-области.)

4. Для обнаружения ионов кальция в растворе используют………

5. Индикаторы осадительного титрования……………………………………

6. При соблюдении основного закона светопоглощения раствора на величину оптической плотности светопоглощающего раствора влияют… (длина волны падающего света, объем раствора, концентрация светопоглощающего вещества)

7. Индикаторами, которые применяются при титровании сильной кислоты сильным основанием являются… (фенолфталеин, крахмал, метиловый оранжевый)

8. Перевод вещества в атомарное состояние чаще всего осуществляется с использованием… (высокого давления, пламени, ультразвука, радиочастоты)

9. При взаимодействии ионов Fe³⁺ с гексацианоферратом (II) калия наблюдается образование…. (бурого осадка, темно-синего осадка, кроваво-красного раствора, белого осадка)

10. Методы анализа, основанные на способности вещества поглощать свет определенной длины волны, называются… (спектрофотометрическими, потенциометрическими, фотоэмиссионными, радиометрическими)

11. Черный осадок с сульфид-ионом (S^2-) образует ион… (Pb²⁺, Zn²⁺, Na⁺, Ba²⁺)

12. В основе титриметрического анализа лежит закон… (Авогадро, постоянства состава, действующих масс, эквивалентов)

13. Спектральный метод анализа … (потенциометрический, хроматографический, полярографический, фотометрический)

14. Реагентом для обнаружения ионов цинка в растворе является раствор….(H₂S, H₂SO₄, HCl, H₃PO₄)

15. Факторами, влияющими на величину скачка на кривой кислотно-основного титрования являются…(концентрация титранта, рТ применяемого индикатора, концентрация анализируемого вещества)

16. В методе экстракции в качестве экстрагентов чаще других используются… (неорганические вещества, сильные кислоты, сильные основания, органические вещества)

17. В спектральном приборе монохроматором может служить…..(фотоэлемент, призма, дифракционная решетка)

18. Метод определения количественного и качественного состава вещества, основанный на образовании радионуклидов в результате протекания ядерных реакций называется________ анализ (электрохимический, активационный, полярографический, хроматографический)

19. На различной адсорбционной способности веществ основан метод количественного и качественного анализа, который называется….(хроматографией, полярографией, голографией, флюорографией).

20. Реагентом для обнаружения ионов меди в растворе является раствор….(NH₄OH, H₂SO₄, HCl, H₃PO₄)/