1. 2. В чем состоит преимущество хроматографии по сравнению с экстракцией и сорбцией? Высокая избирательность Воспроизводимость Многокомпонентность Низкие пределы обнаружения (0,1 мкг/л) Широкий диапазон линейности (1-1000 мкг/л) Малый расход пробы (<1 мл) Экспрессность Простота Нарисуйте элюентную хроматограмму разделения двух веществ. Какие хроматографические параметры используют для идентификации компонентов смеси? Хроматографические параметры: 1. Время удержания – время от момента ввода пробы до момента регистрации максимума хроматографического пика. 2. Ширина пика у основания – равна основанию треугольника, образованного касательными к правой и левой ветвям пика. 3. Высота и площадь пика – величины, зависящие от количества вещества. 4. Удерживаемый объём – объём газаносителя, вышедшего из колонки за время удерживания данного компонента. 3. Какие параметры хроматографического пика используют для количественного анализа? Параметры хроматографического пика – величины, которые функционально связаны с количеством соответствующих данным пикам веществам. Основные параметры: высота пика и площадь пика. Эти параметры пропорциональны концентрации или количеству вещества в хроматографической зоне. Измерение высоты проще и точнее относительно измерения площади пика. Однако площади пиков измеряется чаще, т.к. они почти не изменяются при некоторой нестабильности экспериментальных условий. 4. Перечислите основные варианты хроматографического анализа. Планарная: Тонкослойная Бумажная Колоночная: Жидкостная (подразделяется на: обращеннофазовую; нормальнофазовую; ионообменную; ион-парную; эксклюзионную; хиральную) Газовая (подразделяется на: хиральную) Сверхкритическая флюидная 5. Нарисуйте схему хроматографа. Назовите основные узлы хроматографа. Блок-схема хроматографа: 1 — система подачи подвижной фазы (баллон с газом, насос для жидкой подвижной фазы); 2 — дозатор; 3 — колонка; 4 — детектор; 5 — регистратор (самописец, персональный компьютер); 6 — микропроцессор, персональный компьютер (пунктиром показаны термостатируемые зоны) 6. Какие теории хроматографического разделения вы знаете? В чем их суть, преимущества и недостатки? Теория теоретических тарелок Теория теоретических тарелок основана на некоторых допущениях: 1) колонка состоит из определенного числа теоретических тарелок (ступеней); 2) равновесие на каждой тарелке считается достигнутым, до того, как подвижная фаза переместится на следующую тарелку, т. е. равновесие устанавливается мгновенно; 3) на любой тарелке в любой момент времени число молекул (ионов) сорбируемых компонентов пробы значительно меньше, чем число сорбируемых молекул (ионов) элюента, т.е. вводимая проба должна быть мала, а изотерма — линейна; 4) все протекающие в колонке процессы рассматривают как взаимно независимые. Теоретическая тарелка — это гипотетическая зона, высота которой соответствует высоте слоя сорбента, при прохождении которого акт сорбциидесорбции успевает совершиться один раз (один раз достигается равновесие между двумя фазами). Чем больше теоретических тарелок в колонке, т. е. чем большее число раз устанавливается равновесие, тем эффективнее колонка. Эффективность колонки — это характеристика качества колонки, определяемая числом теоретических тарелок и высотой теоретической тарелки. Поскольку хроматографический процесс является непрерывным и неравновесным, представление о теоретической тарелке в хроматографии имеет формальный характер. Эта теория позволяет описать движение зоны с максимальной концентрацией компонента, экспериментально оценить ширину полосы (степень размывания полосы) и эффективность колонки. Она дает математическую модель движения полосы компонента через колонку, из которой следует, что элюированная полоса имеет форму и ширину нормального распределения Гаусса: 𝐶 𝐶𝑚𝑎𝑥 = 𝑒𝑥𝑝[−(𝛽 − 𝑁)2 /(2𝑁)] где С — текущая концентрация компонента; Cmax — концентрация компонента, отвечающая максимуму кривой; β — относительный объем прошедшей через колонку подвижной фазы, соответствующий появлению концентрации С и равный отношению объемов подвижной фазы и теоретической тарелки; N — число теоретических тарелок. Теория теоретических тарелок позволяет сравнить эффективность различных колонок, оценить качество сорбента и заполнения колонки. Однако эта теория не позволяет выявить зависимость параметров N и H от скорости подвижной фазы, природы и зернения сорбента, не может дать практических рекомендаций, позволяющих избежать размывания хроматографических пиков. N – число теоретических тарелок H – высота Кинетическая теория Согласно кинетической теории хроматографии размывание хроматографических пиков обусловлено, главным образом, тремя независимыми процессами, вклад каждого из которых может быть оценен с помощью уравнения Ван-Деемтера: 𝐵 + 𝐶𝑉 𝑉 где А, B/V, CV — члены, учитывающие неравномерность движения потока подвижной фазы (вихревую диффузию), молекулярную диффузию и отклонение от сорбционного равновесия (сопротивление массопереносу) соответственно; V — линейная скорость потока. 𝐻 =𝐴+ Кинетическая теория предназначена для выявления зависимости эффективности хроматографической колонки от скорости подвижной фазы, природы и размера сорбента. Эффективность хроматографической колонки имеет сложную зависимость скорости ПФ и выражается кривой, минимум которой соответствует оптимальному значению H. Для повышения эффективности колонки необходимо уменьшать размер частиц, улучшать упаковку, подбирать оптимальную линейную скорость потока и маловязкие подвижные фазы.
