Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


–озпод≥льна хроматограф≥€




–озпод≥льна хроматограф≥€ ірунтуЇтьс€ на р≥зниц≥ коеф≥ц≥Їнт≥в розпод≥ленн€ компонент≥в досл≥джуваноњ сум≥ш≥ м≥ж двома р≥дкими фазами, €к≥ взаЇмно не зм≥шуютьс€, причому одна фаза Ї нерухомою ≥ знаходитьс€ в порах твердого нос≥€, €кий маЇ також адсорбц≥йн≥ властивост≥.

–озпод≥льна хроматограф≥€, €к ≥ екстракц≥€, ірунтуЇтьс€ на закон≥ розпод≥ленн€ Ќернста, зг≥дно з €ким в≥дношенн€ концентрац≥й речовини у двох р≥зних фазах, €к≥ взаЇмно не зм≥шуютьс€, Ї величиною сталою дл€ даноњ речовини ≥ даноњ системи р≥дких фаз:

якщо вз€ти д≥лильну л≥йку, внести в нењ дв≥ р≥дк≥ фази, €к≥ взаЇмно не зм≥шуютьс€, наприклад бутанол ≥ воду, внести в л≥йку €кусь речовину, що може розчин€тис€ в обох фазах, але по р≥зному, струшувати, то речовина розпод≥литьс€ м≥ж цими двома фазами залежно в≥д њњ спор≥дненост≥ до кожноњ з фаз. ќбовТ€зковою умовою при цьому Ї розчинн≥сть речовини в обох фазах, бо, €кщо речовина розчин€тиметьс€ т≥льки в одн≥й фаз≥, н≥€кого розпод≥ленн€ не в≥дбудетьс€.

якщо ж у д≥лильну л≥йку внести сум≥ш речовин, струшувати, то речовини розпод≥л€тьс€ м≥ж двома фазами по-р≥зному залежно в≥д њхн≥х коеф≥ц≥Їнт≥в розпод≥ленн€.

≥ т. д.,

де с 1с 2 Ц концентрац≥њ речовини в перш≥й ≥ друг≥й фаз≥.

–озгл€немо конкретний приклад. ” д≥лильну л≥йку, де знаходитьс€ бутанол ≥ вода, що взаЇмно не зм≥шуютьс€, внесемо, наприклад, 10 ам≥нокислот. ѕерем≥шаЇмо вм≥ст л≥йки. ѕ≥сл€ розд≥ленн€ фаз у кожн≥й буде м≥ститис€ по 10 ам≥нокислот. ¬≥дкриЇмо кран л≥йки ≥ зберемо окремо водну та бутанольну фазу. ¬одну фазу перенесемо у нову д≥лильну л≥йку ≥ додамо чистого бутанолу. ѕ≥сл€ струшуванн€ сум≥ш≥ знову в≥дбудетьс€ розпод≥ленн€ 10 ам≥нокислот м≥ж двома фазами, у бутанольн≥й фаз≥ буде теж 10 ам≥нокислот. јле при цьому водна фаза в≥дносно збагатитьс€ тими ам≥нокислотами, €к≥ б≥льш спор≥днен≥ до води. Ѕутанольну фазу з першоњ л≥йки теж перенесемо у нову д≥лильну л≥йку ≥ додамо чистоњ води. ѕ≥сл€ струшуванн€ в добавлену водну фазу перейде також 10 ам≥нокислот, а бутанольна фаза при цьому в≥дносно збагатитьс€ тими ам≥нокислотами, €к≥ мають б≥льшу спор≥днен≥сть до бутанолу ≥ €ких у нову водну фазу перейшла незначна к≥льк≥сть.

якщо розд≥лити фази в кожн≥й друг≥й л≥йц≥, то матимемо окремо водну й бутанольну фазу з одн≥Їњ л≥йки ≥ водну й бутанольну фазу з другоњ л≥йки. ѕеренесемо ц≥ розд≥лен≥ фази у нов≥ д≥лильн≥ л≥йки. “епер њх буде вже чотири. ƒодавши в кожну з них в≥дпов≥дно чист≥ воду чи бутанол, повторимо операц≥ю розд≥ленн€.

якщо зробити таких перенесень дуже багато, то врешт≥-решт можна одержати багато стаканчик≥в ≥з фракц≥€ми ам≥нокислот. Ќаприклад, њх уже 1000. ” кожн≥й фракц≥њ буде по 10 ам≥нокислот. јле €кщо у першому стаканчику €коњсь ам≥нокислоти буде 99,999 %, то ≥нших 9 ам≥нокислот, разом уз€тих, Ц лише 0,001 %. ” тис€чному стаканчику €коњсь ≥ншоњ ам≥нокислоти буде, наприклад, 99,999 %, а 1-9 ам≥нокислот, разом уз€тих, Ц лише 0,001 %. «астосовуючи при екстракц≥њ велику к≥льк≥сть перенесень у нов≥ д≥лильн≥ л≥йки, тобто зд≥йснивши велику к≥льк≥сть акт≥в розпод≥ленн€, можна добре розд≥лити сум≥ш речовин. ѕроте, апаратура дл€ екстракц≥њ дуже гром≥здка, ≥ це зумовлюЇ певн≥ проблеми.

ўоб уникнути њх, спростити розд≥ленн€, була введена розпод≥льна хроматограф≥€. ѕринциповим у ц≥й хроматограф≥њ Ї те, що одна ≥з фаз, €к≥ взаЇмно не зм≥шуютьс€, Ї нерухомою. ƒл€ закр≥пленн€ одн≥Їњ з фаз застосовують р≥зн≥ нос≥њ: крохмаль, алюм≥н≥й оксид, сил≥кагель, целюлозу, спец≥альний хроматограф≥чний пап≥р. –озпод≥льна хроматограф≥€ може бути колонковою, €кщо нос≥й пом≥щаЇтьс€ в колонку, зверху наноситьс€ сум≥ш речовин, €к≥ потр≥бно розд≥лити, ≥ про€вленн€ хроматограми зд≥йснюЇтьс€ в≥дпов≥дним розчинником згори донизу; може бути тонкошаровою, паперовою. ¬ останньому випадку нос≥Їм Ї спец≥альний хроматограф≥чний пап≥р. ¬≥н €вл€Ї собою особливий ф≥льтрувальний пап≥р, €кий не м≥стить забруднюючих дом≥шок ≥ практично складаЇтьс€ з чистоњ целюлози. ÷елюлозн≥ волокна в ньому не перетинаютьс€, цей пап≥р маЇ р≥вном≥рну товщину по вс≥й довжин≥. ’роматограф≥чний пап≥р може мати р≥зну щ≥льн≥сть, ≥ внасл≥док цього, перем≥щенн€ речовин на таких хроматограмах в≥дбуваЇтьс€ з р≥зною швидк≥стю: чим щ≥льн≥ший пап≥р, тим швидк≥сть про€вленн€ хроматограми менша.

–озгл€немо суть хроматограф≥њ з паперовим нос≥Їм Ц хроматограф≥ю на папер≥. «ануримо к≥нець смужки хроматограф≥чного паперу в систему Дбутанол-водаФ. ÷елюлоза маЇ б≥льшу спор≥днен≥сть до води, н≥ж до бутанолу. ¬ода п≥дн≥метьс€ по кап≥л€рах паперу ≥ змочуватиме смужку, дал≥, прос€кнувши хроматограф≥чний пап≥р, вона переходить у нерухому фазу, а крапельки бутанолу рухаютьс€ по поверхн≥ змоченого паперу. Ќанесемо на пап≥р в одн≥й точц≥ сум≥ш речовин, наприклад, 10 ам≥нокислот, вище р≥вн€ р≥дини. (“очка або смужка нанесенн€ на хроматограму речовин називаЇтьс€ стартовою). ѕ≥дн≥маючись по хроматограм≥ вгору, крапелька бутанолу доходить до стартовоњ точки, у €к≥й Ї нерухома крапелька води ≥ м≥ст€тьс€ т≥ ж 10 ам≥нокислот. ¬≥дбуваЇтьс€ акт розпод≥ленн€ речовин м≥ж водою ≥ бутанолом у ц≥й точц≥. “обто, дана точка Ї по сут≥ м≥кроскоп≥чною д≥лильною л≥йкою. —початку бутанольна крапл€ не м≥стила речовин, п≥сл€ розпод≥ленн€ в нењ переходить теж 10 ам≥нокислот Ц 10 ам≥нокислот у стартов≥й точц≥ (водна фаза) ≥ 10 ам≥нокислот у бутанольн≥й крапл≥. ƒал≥ бутанольна крапл€ перем≥щуЇтьс€ по хроматограм≥ вгору, ≥ в≥дбуваЇтьс€ розпод≥ленн€ речовин м≥ж бутанольною краплею, що м≥стить 10 ам≥нокислот, ≥ новою нерухомою краплею чистоњ води, у €ку теж переход€ть 10 ам≥нокислот. Ѕутанольна крапл€ перем≥щуЇтьс€ ще вище, ≥ в≥дбуваЇтьс€ розпод≥ленн€ м≥ж бутанольною краплею, що несе 10 ам≥нокислот, ≥ новою чистою нерухомою краплею води.

ќтже, рухаючись уздовж хроматограми (про€вленн€ хроматограми), бутанольна крапл€ переносить речовини. ѕри цьому бутанольна фаза збагачуЇтьс€ тими речовинами, €к≥ мають б≥льшу спор≥днен≥сть до бутанолу, а т≥, що мають меншу спор≥днен≥сть, залишаютьс€ у точках з водною фазою. ¬≥дбуваЇтьс€ розпод≥ленн€ речовин на хроматограм≥.

“аким чином, смужку паперу можна розгл€дати €к систему з дуже великою к≥льк≥стю точок, у €ких в≥дбуваЇтьс€ акт розпод≥ленн€. ≤, чим б≥льше таких акт≥в, тим краще розд≥ленн€. ѕроте, Їмн≥сть цих м≥кроскоп≥чних Дд≥лильних л≥йокФ у випадку паперовоњ хроматограф≥њ дуже незначна, тому паперова хроматограф≥€ непридатна дл€ препаративного розд≥ленн€ речовин, а застосовуЇтьс€ практично лише дл€ анал≥тичних ц≥лей.

ƒл€ даного прикладу, чим б≥льше речовина маЇ спор≥днен≥сть до води ≥ менше до бутанолу, тим менший шл€х пройде вона на хроматограм≥ в≥д старту. ≤, навпаки, чим б≥льше вона маЇ спор≥днен≥сть до бутанолу ≥ менше до води, тим б≥льший њњ шл€х на хроматограм≥. ѕередн≥й край речовини на хроматограм≥ завжди менший, н≥ж фронт розчинника. якщо б речовина не мала зовс≥м спор≥дненост≥ до води (тобто розчин€лас€ т≥льки в бутанол≥), то на хроматограм≥ вона йшла б з фронтом розчинника, а €кщо мала б спор≥днен≥сть т≥льки до води, то лишалас€ б на старт≥. ќтже, сум≥ш речовин, €к≥ розчин€ютьс€ т≥льки в одн≥й фаз≥, розд≥лити неможливо.

–озташуванн€ речовин на хроматограм≥ ц≥лком залежить в≥д спор≥дненост≥ њх до одноњ ≥ другоњ фази, тобто в≥д значенн€ константи розпод≥ленн€.

“аким чином, м≥сце речовини на хроматограм≥ визначаЇтьс€ за законом розпод≥ленн€ Ќернста. ƒл€ граф≥чноњ характеристики цього закону вводитьс€ величина Rf:

де h1 Ц шл€х, пройдений речовиною на хроматограм≥;

h2 Ц шл€х, пройдений розчинником;

Rf Ц величина стала дл€ даноњ речовини ≥ даноњ системи р≥дких фаз.

¬еличина Rf завжди менша одиниц≥, бо речовина на хроматограм≥ знаходитис€ попереду розчинника не може.

ƒл€ розд≥ленн€ речовин за цим методом емп≥рично п≥дбирають р≥зноман≥тн≥ системи р≥дких фаз, користуючись обовТ€зковим правилом: речовини, €к≥ потр≥бно розд≥лити, повинн≥ мати спор≥днен≥сть до обох фаз. «наченн€ Rf дл€ р≥зних речовин ≥ р≥зних систем р≥дких фаз зведен≥ в дов≥дниках у таблиц≥.

¬еличина Rf, хоча ≥ Ї сталою (табличною) дл€ даноњ речовини в дан≥й систем≥ р≥дких фаз, малопридатна дл€ ≥дентиф≥кац≥њ речовин на хроматограмах.

ѕоложенн€ речовини на хроматограм≥ залежить не т≥льки в≥д значенн€ коеф≥ц≥Їнта розпод≥ленн€ њњ м≥ж двома р≥дкими фазами. —уттЇвий вплив мають ≥нш≥ фактори. –≥вновага в точках розпод≥ленн€ речовин м≥ж двома фазами не настаЇ миттЇво, ≥ речовини, €к≥ мали б б≥льшою м≥рою перейти у водну фазу, не встигають цього зробити ≥ перенос€тьс€ краплею орган≥чноњ речовини дал≥. Ќос≥й, зокрема целюлоза, адсорбуЇ на своњй поверхн≥ речовини, ≥ вони затримуютьс€ нос≥Їм, не маючи змоги дал≥ переноситис€ зг≥дно з њх повед≥нкою за законом розпод≥ленн€, величина Rf внасл≥док цього буде мати занижене значенн€. Ќа величину Rf впливаЇ можлива х≥м≥чна взаЇмод≥€ м≥ж р≥дкими фазами, м≥ж розчинником ≥ речовинами, €к≥ розд≥л€ютьс€, м≥ж речовинами ≥ нос≥Їм. «м≥нюють значенн€ Rf ≥ дом≥шки, €к≥ м≥ст€тьс€ у речовинах, що розд≥л€ютьс€, або на нос≥њ. ќсобливо впливають на розд≥ленн€ орган≥чних речовин м≥неральн≥ сол≥.  оеф≥ц≥Їнт розпод≥ленн€ набуваЇ р≥зних значень залежно в≥д концентрац≥њ при застосуванн≥ пол€рного розчинника, €кий спри€Ї дисоц≥ац≥њ речовин, що розд≥л€ютьс€; при мал≥й швидкост≥ про€вленн€ хроматограми можлива дифуз≥€ речовин на нос≥њ та ≥н.

ƒл€ ≥дентиф≥кац≥њ речовин на хроматограмах краще користуватис€ паралельним ≥з сум≥шшю про€вленн€м хроматограми з одною речовинию. ѕри цьому на вс≥х хроматограмах заважаюч≥ фактори будуть однаковими. ” даному випадку визначати величину Rf не потр≥бно, сл≥д прикласти хроматограму з ≥ндив≥дуальною речовиною до хроматограми ≥з сум≥шшю ≥ за положенн€м пл€м визначити речовину.

«а техн≥кою виконанн€ паперова хроматограф≥€ може бути висх≥дною, коли про€вленн€ хроматограми в≥дбуваЇтьс€ знизу вгору, ≥ низх≥дною, коли розчинник рухаЇтьс€ згори вниз. ¬ останньому випадку не можна допустити ст≥канн€ розчинника по хроматограм≥, в≥н, €к ≥ при висх≥дному способ≥ про€вленн€, повинен рухатис€ по кап≥л€рах нос≥€.

¬исх≥дний та низх≥дний вар≥анти про€вленн€ мають своњ переваги та недол≥ки. ѕри висх≥дному вар≥ант≥ про€вленн€ в≥дбуваЇтьс€ дуже довго, до м≥с€ц€ й б≥льше без пом≥тного розмиванн€ пл€м. ѕри цьому виключаЇтьс€ небезпека перет≥канн€ розчинника з хроматограми, бо, коли фронт розчинника д≥йде до верхнього краю паперу, про€вленн€ автоматично припин€Їтьс€. ѕри низх≥дному вар≥ант≥ про€вленн€ хроматограми в≥дбуваЇтьс€ швидко (к≥лька годин), але при цьому можливе ст≥канн€ розчинника з хроматограми.  оли фронт розчинника д≥йде до к≥нц€ хроматограми, розчинник ст≥катиме з нењ. –ечовини, €к≥ мають велик≥ значенн€ Rf ≥ йшли за фронтом розчинника, будуть залишати хроматограму. ѕроте, низх≥дна хроматограф≥€ дуже зручна дл€ розд≥ленн€ речовин, €к≥ мають низьк≥ та близьк≥ значенн€ Rf.

Ќаприклад, одна речовина маЇ Rf = 0,10, ≥нша Ц 0,12. якщо розчинник пройшов 1 м, то перша речовина пройде на хроматограм≥ 10 см, друга Ц 12 см. ¬≥дстань м≥ж центрами пл€м буде становити 2 см. јле €кщо фронт розчинника 50 см, то в≥дстань м≥ж пл€мами буде лише 1см, тобто одна пл€ма накладаЇтьс€ на ≥ншу. ўоб розд≥лити так≥ речовини, застосовують проточну хроматограф≥ю. ƒо к≥нц€ хроматограми пришивають вату або картон ≥ дають розчиннику ст≥кати з хроматограми. Ќехай ст≥канн€ було таким, €кби розчинник пройшов 5 метр≥в. “од≥ в≥дстань м≥ж речовинами з Rf =0,10 ≥ Rf =0,12 становитиме вже 10 см, тобто вони добре розд≥л€ютьс€. ўоб ц≥ речовини не з≥йшли з хроматограми, ввод€ть маркерЦречовину, €ка в дан≥й систем≥ р≥дких фаз маЇ Rf трохи б≥льше, н≥ж найб≥льш рухлива з тих речовин, €к≥ треба розд≥лити.  оли кольорова пл€ма маркера доходить майже до к≥нц€ хроматограми, про€вленн€ припин€Їтьс€.

якщо про€вленн€ хроматограми зд≥йснюють в одному напр€мку (знизу вгору чи згори вниз), то така хроматограф≥€ називаЇтьс€ одном≥рною. ¬насл≥док зазначених вище заважаючих фактор≥в пл€ми речовин на одном≥рних хроматограмах ви€вл€ютьс€ неч≥ткими, видовженими, з ДхвостамиФ.

ўоб пол≥пшити результати, зд≥йснюють повторне про€вленн€ хроматограми. ѕ≥сл€ першого про€вленн€ хроматограму виймають з камери, висушують, пот≥м ставл€ть на друге про€вленн€. ѕри другому про€вленн≥ речовина в ДхвостахФ переноситьс€ до центра пл€м, оск≥льки розчинник ран≥ше д≥йде Дхвост≥вФ, а центр пл€ми ще буде сухим. ћожна проводити ≥ три про€вленн€ одном≥рноњ хроматограми.

” паперов≥й хроматограф≥њ, €к ≥ у тонкошаров≥й, застосовуЇтьс€ двом≥рна хроматограф≥€. “ехн≥ка виконанн€ аналог≥чна. як нос≥й використовуЇтьс€ хроматограф≥чний пап≥р у форм≥ квадрата.

¬и€вленн€ речовин на хроматограмах не викликаЇ труднощ≥в, коли вони забарвлен≥. якщо вони не мають забарвленн€, то провод€ть х≥м≥чн≥ реакц≥њ з одержанн€м кольорових продукт≥в реакц≥њ. якщо досл≥джуван≥ речовини не дають кольорових реакц≥й, то ≥нколи њх можна ви€вити, опром≥нюючи хроматограму ультраф≥олетовими промен€ми. ¬и€вити речовини на хроматограмах можна розр≥завши хроматограму на смужки, а пот≥м кожну смужку анал≥зують, змиваючи з нењ речовин в розчин, €кий досл≥джують ≥ншими х≥м≥чними чи ф≥зико-х≥м≥чними методами.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-01-29; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1482 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

ƒва самых важных дн€ в твоей жизни: день, когда ты по€вилс€ на свет, и день, когда пон€л, зачем. © ћарк “вен
==> читать все изречени€...

1965 - | 1794 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.019 с.