Распределительная хроматография на бумаге

Как носитель неподвижной фазы используется хроматографическая бумага, которая удерживает в своих порах воду - неподвижный растворитель. При обработке бумаги подвижным растворителем нанесенные на бумагу вещества хроматографируются, переходят в подвижную фазу и, двигаясь с разными скоростями по капиллярам бумаги, разделяются и образуют хроматограмму.

Бумажная хроматография разделяется на восходящую, нисходящую и круговую. Восходящие хроматограммы получают во время передвижения подвижного растворителя по порам бумаги снизу вверх, нисходящие - сверху вниз. Наиболее быстрым является круговой способ, но хроматографирование восходящим и нисходящим способами дает более полное разделение компонентов (рис. 3.4.1).

Рис. 3.4.1. Камера для получения восходящих одномерной (а) и двухмерной (б) хроматограмм:

1 - пробка; 2 - крючок; 3 - зажим; 4 - полоска бумаги; 5 – растворитель

Способность вещества к передвижению на бумаге характеризуется величиной R_f, которая показывает соотношение скорости движения вещества со скоростью движения растворителя.

R_f = l₁/ l

где l₁, l — расстояние, которое прошло вещество и растворитель соответственно.

Величину R_f определяют как отношение расстояния от стартовой линии до верхней кромки пятна и расстояния от стартовой линии до линии фронта растворителя (рис. 3.4.2). Более точной оценкой хроматографической подвижности является величина R_s, которая представляет собой отношение величины R_f одного вещества к величине R_f другого вещества, принятого за стандарт.

Рис. 3.4.2. Схема определения R_f

Распределительная хроматография в тонком слое сорбента

Тонкослойная хроматография (ТСХ) является одним из наиболее удобных, быстрых и достаточно точных методов разделения и идентификации органических и неорганических соединений.

Различают тонкослойную хроматографию с закрепленным слоем сорбента, когда сорбент закрепляется на пластинке с помощью фиксатора, и с незакрепленным слоем. Как сорбент используют силикагель, оксид алюминия и др. Часто используют готовые пластинки для тонкослойной хроматографии с закрепленным слоем сорбента. Хроматографию проводят в специальных хроматографических камерах. Нанесение исследуемых проб и хроматографирование выполняют аналогично методу бумажной хроматографии, согласно приведенной методики хроматографического определения. Хроматография в тонком слое сорбента имеет ряд преимуществ перед бумажной хроматографией:

- возможность использования в качестве неподвижных фаз различных сорбентов;

- высокая скорость процесса хроматографирования;

- возможность использования агрессивных подвижных фаз, которые взаимодействуют с бумагой;

- возможность использования для проявления хроматограмм агрессивных реагентов, которые взаимодействуют с бумагой.

Для количественной оценки способности разделения веществ рассчитывают величины R_f. Чтобы предотвратить влияние любых побочных факторов на значения величин R_f обычно используют метод свидетелей. Свидетели (стандартные вещества) хроматографируют параллельно с пробой исследуемого вещества. Совпадение значений R_f исследуемых веществ и взятых в качестве свидетелей дает возможность устанавливать тождество веществ.

Методами бумажной и тонкослойной хроматографии в сочетании с другими физико-химическими методами можно проводить количественные определения веществ. Хроматографирование выполняют способом, который описан выше, проявляют пятно и количественно элюируют его из бумаги соответствующим растворителем. В полученном элюате или в сухом остатке после отгонки растворителя количество исследуемого вещества определяют способом, который пригоден для измерения малых концентраций (спектрофотометрия, фотометрия). Для компенсации влияния примесей параллельно проводят контрольный опыт.

Количественное определение компонентов пробы проводят также по измерению площади окрашенных зон, полученных на хроматограмме.

При хроматографии вещество распределяется по хроматограмме на площади, пропорциональной его массе. Чтобы избежать ошибок, используют серию стандартных растворов с различным содержанием стандарта. Проводят хроматографирование исследуемого вещества и стандартов, измеряют планиметром площади пятен, строят калибровочный график зависимости площади зон от массы стандарта и по графику определяют массу компонента в анализируемой пробе. Из-за достаточно большой ошибки (± 10%) метод используют для ориентировочных анализов.