ЛЕКЦИЯ 5. Хроматография

Хроматография - физико-химический метод и разделения и анализа жидких и газовых смесей, основанный на распределении их компонентов между двумя фазами - неподвижной и подвижной (элюент), протекающей через неподвижную. Метод впервые предложен в 1903 русским учёным М. Цветом, который пропускал экстракт из листьев через колонку, заполненную CaCO₃ и получил отдельные окрашенные зоны. Сейчас это наиболее мощный метод анализа, за него 10 раз присуждались нобелевские премии. В частности, это незаменимый метод биохимического анализа, обнаружения наркотиков или допинга в организме, разделения белков, криминалистической экспертизы (идентификация человека по его запаху в помещении, обнаружения спрятанных ВВ), мониторинга окружающей среды (обнаружения органическихъ загрязнений в воздухе городов, сильнейшего яда - диоксина). Достоинства хроматографического метода - универсальность, экспрессность, высокая чувствительность, точность и разделительная способность. Он позволяет разделять вещества, очень близкие по своим химическим свойствам, такие как лантаноиды, актиноиды, изотопы, органические изомеры.

Хроматография использует сорбцию, но в отличие от вышеизложенных методов сорбция происходит в потоке, то-есть компоненты исследуемой смеси распределяются между двумя фазами, одна из которых движется относительно другой. Неподвижной, или стационарной фазой служит твердое вещество (сорбент) либо пленка жидкости на твердом веществе. Её помещают в стеклянную или металлическую трубку - хроматографическую колонку, либо наносят на поверхность пластинки. Жидкая или газообразная подвижная фаза с исследуемой смесью протекает через неподвижную, часть молекул каждого из компонентов успевает сорбироваться на поверхности неподвижной фазы. Устанавливается динамическое равновесие между количеством анализируемого компонента в подвижной и неподвижной фазах. Оставшаяся часть смеси уносится потоком подвижной фазы и сорбируется уже на новом участке сорбента. Задержанные неподвижной фазой части компонентов смеси не участвуют в движении потока подвижной фазы до тех пор, пока не десорбируются и не попадут снова в поток подвижной фазы. Многократно повторяются акты сорбции и десорбции молекул. Молекулы разных компонентов смеси переносятся вдоль слоя неподвижного сорбента с разными скоростями в зависимости от времени "прилипания" к сорбенту, что при достаточной длине слоя сорбента приводит к полному разделению смеси. Смеси разделяется на фракции, которые выходят из колонки по отдельности. В конце колонки первыми начнут выходить с потоком подвижной фазы наиболее слабо сорбируемые молекулы, последними - наиболее сильно сорбируемые. Сравнение со стипль-чезом.

Для "торможения" молекул используют такие свойства, как адсорбируемость, способность к ионному обмену, растворимость, окислительно-восстановительный потенциал, стойкость комплексных соединений и др

Рассмотрим классификацию хроматографических методов.