85) Что вы можете рассказать об нормально-фазной и обращено-фазной жидкостной хроматографии.

В адсорбционном варианте жидкостной хроматографии в зависимости от полярности неподвижной и подвижной фаз различают нормально-фазовую (НФХ) и обращенно-фазовую (ОФХ) хроматографии. В НФХ используют полярный адсорбент и неполярные подвижные фазы. В ОФХ – неполярный адсорбент и полярные подвижные фазы. Неподвижная фаза должна удерживать разделяемые компоненты. Подвижная фаза, т.е.растворитель, должна обеспечить различную емкость колонки и эффективное разделение за приемлемое время.

Неподвижные фазы. В качестве адсорбентов применяют тонкодисперсные пористые материалы.

Полярные адсорбенты ( , , оксиды металлов, флорисил и др.) имеют на поверхности слабокислотные ОН-группы, способные удерживать вещества с основными свойствами. Недостаток полярных сорбентов – высокая чувствительность к содержанию воды в растворителях, приводящая к изменению свойств поверхности и невоспроизводимым результатам анализа. Для ВЭЖХ применяют полярные сорбенты с привитыми полярными группами (амины, диолы и др.), что позволяет менять селективность, подбирая подходящий элюент.

Неполярные адсорбенты (графитированная сажа, кизельгур, диатомит) не проявляют селективности к полярным молекулам. Используют также сорбенты с привитыми неполярными фазами, например силикагель с алкилсилильными группами от С₂ до С₂₂.

Подвижные фазы. В ЖХ важен выбор подвижной фазы, поскольку она оказывает большое влияние на селективность разделения, эффективность колонки и скорость движения хроматографической полосы. Подвижная фаза должна растворять анализируемую пробу, обладать малой вязкостью, из нее должно быть возможным выделение разделенных компонентов. Подвижная фаза должна быть инертна по отношению к материалам всех частей хроматографа, безопасной, дешевой.

В нормально-фазовой распределительной хроматографии используют следующие системы: полярный растворитель (вода, спирт) фиксирован на твердом носителе – силикагеле, диатомите, целлюлозе, оксиде алюминия. Полярной фазой в этом случае служат неполярные растворители – изооктан, бензол, и др.

В обращенно-фазовой распределительной хроматографии неполярный растворитель фиксируют на носителе, а в качестве подвижной фазы используют полярные растворители (вода, спирт, буферные растворы, сильные кислоты).

86) Почему согласно теории Гильдебранда следует работать либо с нормально-фазной, либо с обращено-фазной жидкостной хроматографией.

Гильдебрандом было показано, что внутреннее давление неполярных жидкостей, представляющее собой изменение внут)ренней энергии при изотермическом расширении жидкости, приблизительно равно плотности энергии когезии.

Параметр растворимости Гильдебранда.

Параметры растворимости подвижной (_m) и неподвижной фаз (_s).

lnk _i’ = (_i /RT)[lnV_S/V_m+{(_i -_m)² - (_i -_S) ²}], где

_i= (E_Vi/_i)^1/2 ; _i –молярный объем анализируемого вещества (сорбата); E_Vi – энергия когезии анализируемого вещества; R –универсальная газовая постоянная; T – температура; V_S/V_m —соотношение объемов неподвижной и подвижной фаз.

Это уравнение можно переписать в виде*:

lnk _i’ = (_i /RT)[lnV_S/V_m +{(_m+_s-2_i) (_m-_s)}]

Использование параметра растворимости дает лишь приближенную оценку элюирующей силы растворителей, используемых в качестве подвижной фазы. Другую более точную оценку предложил для распределительной хроматографии Снайдер.

Нормально-фазовой (НФЖХ)

Можно выбрать подвижную и неподвижную фазы (Bар.A) примерно

одинаковой полярности (т. е. ?m??s). Если при этом наблюдается желаемое

воздействие на удерживание, полярность исследуемых образцов не играет

никакой роли, и, следовательно, такой подход приводит к получению весьма

неселективной фазовой системы.

Обращенно-фазовая жидкостная хроматография (ОФЖХ) (распределительная

хроматография) соответствует линии, которая соединяет типичную

неполярную неподвижную фазу .Наличие столь высокой полярности у воды

делает обращенно-фазовую систему очень гибкой, так как эта система может

перекрыть смешанными фазами и воды очень широкий диапазон полярности

подвижной фазы. Не меняя колонку с неподвижной фазой можно достигнуть

элюирования различных анализируемых веществ. Коэффициент емкости можно

сдвинуть в оптимальный диапазон, выбрав подвижную фазу, еще чуть сильнее

или слабее (табл.8). Таким образом, уравнение зависимости коэффициента

емкости от параметров растворимости в подвижной и неподвижной фазах

может служить хорошим (хотя и качественным) показателем поведения систем,

используемых в жидкостной хроматографии.

Таким образом, причиной сорбции в ОФХ являются диполь-дипольные

взаимодействия полярных молекул ПФ, их сильное притяжение одна к другой.

Это приводит к сольвофобному вытеснению менее полярных молекул из

полярной среды элюента к неполярной поверхности сорбента. Наличие столь

высокой полярности воды делает обращенно-фазовую систему очень гибкой,

так как эта система может перекрыть смешанными фазами (из метанола и воды

или даже из тетрагидрофурана(?m ?10)и воды) очень широкий диапазон

полярности подвижной фазы. Не меняя колонку с неподвижной фазой можно

достигнуть элюирования различных анализируемых веществ. Фактор

удерживания можно сдвинуть в оптимальный диапазон, выбрав подвижную

фазу, еще чуть сильнее или слабее (таблица 6). Таким образом, уравнение

зависимости фактора удерживания от параметров растворимости в подвижной

и неподвижной фазах может служить хорошим (хотя и качественным)

показателем поведения систем, используемых в жидкостной хроматографии.