Аппаратурное оформление хроматографических процессов

Хроматография разделяется на колоночную и плоскостную. Блок-схема колоночного хроматографа приведена на рисунке.

Основным аппаратом является стеклянная или металлическая трубка, заполненная сорбентом. Вариантом колоночной хроматографии является капиллярная хроматография. В этом случае неподвижную фазу наносят на внутренние стенки капилляров.

Важную роль играет стабильность работы насоса, потому что основным параметром сигнала от данного вещества является время удерживания - отрезок времени между введением вещества в колонку и выходом данного вещества. Распространённым вариантом газовых хроматографов являются хроматографы с повышенным давлением, что сильно ускоряет процесс получения хроматограммы.

Детектор - устройство для идентификации вещества - может быть основан на измерении зависимости одного из простых физических свойств (теплопроводности, плотности, показателя преломления) от времени. Они обязательно предварительно калибруются по чистым компонентам. Один из типов детекторов - катарометр. В цилиндрической полости помещена металлическая спираль, нагреваемая током. При протекании газа-носителя с постоянной скоростью спираль охлаждается, но температура постоянна. При появлении в газе вещества изменяется теплопроводность и изменяется температура. Температура быстро реагирует на появление выходящих с газом-носителем веществ.

Другой вариант детектора - пламенно-ионизационный. Выходящий из колонки газ-носитель, содержащий вещество, смешивается с водородом и проходит в форсунку горелки. Пламя ионизирует молекулы элюента, что изменяет электрическое сопротивление между электродами и увеличиваети ток сигнала детектора.

Для жидкостной хроматографии применяют спектрофотометрические детекторы (в видимой, УФ, ИК-области), а также рефрактометрические (измеряют показатель преломления). В некоторых случаях для идентификации веществ хроматография сочетается с другими методами (масс-спектрометрией, ИК-, УФ-спектроскопией и др.). В случае ионообменной хроматографии ионов детектором служит кондуктометри, измеряющий сопротивление выходящего из колонки раствора.

Для качественного хроматографического анализа определяют время удерживания, а для количественного анализа определяют высоты или площади хроматографических пиков. Здесь на рис. пример хроматограммы.

Плоскостная хроматография подразделяется на тонкослойную и бумажную. В первой тонкий слой гранулированного сорбента или пористая плёнка наносится на стеклянную или металлическую пластинки; например, паста оксида алюминия.

В случае бумажной хроматографии используют специальную хроматографическую бумагу (похожую на промокашку). Она может быть пропитана реагентом.

Перемещение подвижной фазы происходит благодаря капиллярным силам.

Исследуемую смесь в жидком виде наносят на стартовую линию (начало пластинки или полоски бумаги), а затем разделяют на компоненты восходящим или нисходящим потоком элюента. Последующее обнаружение (проявление) разделённых веществ на хроматограмме осуществляют при помощи УФ, ИК спектроскопии или обработкой реактивами, образующими с анализируемыми веществами окрашенные соединения.

В жидкостно-жидкостной распределительной хроматографии применяется метод разделения на бумаге. Неподвижная фаза покрывает тонким слоем волокна бумаги, а движение жидкой подвижной фазы происходит под действием капиллярных сил. Хроматография на бумаге получила широкое распространение в биохимии для разделения белковых веществ.