Хроматография – метод разделения смесей веществ на индивидуальные компоненты или их группы, основанный на последовательном многократном перераспределении компонентов смеси между несмешивающимися неподвижной и подвижной фазами, движущимися относительно друг друга. Если это достаточно громоздкое официальное определение немного перефразировать, то получится, что хроматография – это процесс отделения веществ друг от друга за счёт их разного сродства к разным средам.
В классических вариантах хроматографии используется две фазы – подвижная и неподвижная. Неподвижная фаза, как следует из её названия, покоится на месте. Подвижная фаза перемещается относительно неё, неся в себе компоненты пробы, которые необходимо разделить. За счёт разного сродства компонентов пробы к неподвижной и подвижной фазам, некоторые компоненты предпочитают задерживаться на неподвижной фазе и движутся в потоке медленнее других. Таким образом осуществляется разделение компонентов пробы.
В качестве неподвижной фазы, как правило, выступает твердая или жидкая субстанция со специально подобранными или направленно сформированными физико-химическими свойствами. Основная задача неподвижной фазы – участие в процессе сорбции - десорбции компонентов пробы в качестве сорбента. Подвижной фазой может быть газ (газовая хроматография, ГХ), либо жидкость (жидкостная хроматография, ЖХ). Эти два вида хроматографии, имея общий принцип, весьма сильно различаются по характеру процессов, областям применения и используемой аппаратуре. Также отдельно выделяют сверхкритическую флюидную хроматографию (СКФХ), поскольку подвижной фазой в данном случае является субстанция, обладающая особыми свойствами. Однако, данный вид хроматографии технически сложен, а его использование оправдано для решения довольно узкого круга задач, поэтому СКФХ не имеет столь широкого распространения по сравнению с ГХ и ЖХ.
Помимо приведенной классификации хроматографических методов по фазовому состоянию подвижной фазы, хроматографию разделяют, в зависимости от цели эксперимента, на препаративную и аналитическую. Отличаются они, в первую очередь, количеством вводимых проб.
Препаративная хроматография необходима для выделения компонентов пробы в большом количестве. Чаще всего она применяется на фармацевтических, химических и других производствах и служит, в основном, для очистки готового продукта от примесей или выделения нескольких основных продуктов из их смеси.
Аналитическая хроматография предполагает разделение веществ только для последующей количественной оценки их содержания в смеси. Очень частой задачей аналитической хроматографии является выявление и определение следовых количеств компонентов. Данный вид хроматографии применяется в лабораториях для широкого круга задач: контроля качества продукции, экологического мониторинга, определения микропримесей, контроля технологических процессов и т.п.
Простейшим экспериментом, наглядно демонстрирующим процесс хроматографического разделения может служить следующий опыт (http://www.nkj.ru/archive/articles/10300/):
1. Смешайте по несколько капель разноцветных чернил, краски или туши.
2. Нанесите каплю полученной жидкости в центр горизонтально расположенного бумажного листа. Лучше всего для этого подойдёт фильтровальная бумага. Располагайте лист таким образом, чтобы он не касался стола, например, накройте им блюдце или стакан.
3. В середину цветного пятна добавляйте по каплям воду. Каждую каплю нужно вносить только после того, как полностью впитается предыдущая.
Вода играет роль подвижной фазы, её движение по бумаге происходит под действием капиллярного эффекта. Красители, входящие в состав смеси, поглощаются бумагой (неподвижной фазой) по-разному: одни хорошо удерживаются ею, а другие впитываются медленнее и продолжают некоторое время растекаться вместе с водой. Вскоре по листу бумаги начнет расползаться хроматограмма: пятно одного цвета в центре, окруженное разноцветными концентрическими кольцами.
Приведённый выше пример описывает бумажную планарную жидкостную хроматографию: подвижная жидкая фаза (элюент) продвигается по слою сорбента, в данном случае - под действием капиллярных сил. Этот метод, благодаря своей технической простоте и невысокой стоимости, остаётся популярным вот уже много десятилетий. Наиболее часто он применяется в виде тонкослойной хроматографии, основным инструментом в которой служат хроматографические пластины – листы с тонким слоем сорбента, нанесёным на инертную подложку. В зависимости от физико-химических характеристик определяемых компонентов пробы можно подобрать оптимальные для разделения сорбент и элюент.
#аналитика@chemzone
#хроматография@chemzone
#студенту@chemzone