Almashinish xromotografiyasi

MAVZU № 4. ION ALMASHINISH XROMOTOGRAFIYASI
Reja:
1.Kirish
2.Ion almashinish xromatografiyasi va ionitlar turlari
3. Ion almashinish xromatografiyasidan foydalanish
4.Xulosa
5.Foydalanilgan adabiyotlar

Kirish
Ion almashinish xromatografiyasida tahlil qilinayotgan aralashmaning tarkibiy qismlarining adsorbentning harakatchan ionlari bilan almashinish reaksiyalariga kirishish qobiliyatiga asoslanadi. Bunda tahlil qilinayotgan eritma ion almashinuvchi (ionit) – kationit yoki anionitning mayda donalari bilan to'ldirilgan xromatografik kolonkadan o'tkaziladi.

Ionitlar faol guruhlarni o'z ichiga olgan erimaydigan noorganik va organik yuqori molekulyar birikmalardir. Ushbu guruhlarning harakatchan ionlari elektrolitlar eritmalari bilan aralashganda, erigan moddaning kationlari yoki anionlari bilan almashishga qodir. Ionit sifatida alyuminiy oksidi (xromatografiya uchun), sulfonatlangan uglerod va turli sintetik organik ionit smolalar ishlatiladi.
Shu ma'noda, elektr zaryadi bo'lgan moddalar ionlarning siljishi tufayli ajralib chiqadi, bunda bir yoki bir nechta ion turlari teng zaryadga ega ekanligi sababli, suyuqlikdan qattiqga almashinish yo'li bilan o'tadi.
Ushbu ionli turlar ion almashinuvini osonlashtiradigan elektrostatik o'zaro ta'sirlar yordamida sirtda joylashgan funktsional guruhlar bilan bog'lanadi. Bundan tashqari, ionlarni ajratish samaradorligi moddalar almashinish tezligiga va har ikki faza o'rtasidagi muvozanatga bog'liq; ya'ni ushbu transferga asoslanadi.
Ion almashinadigan xromatografiya jarayonini boshlashdan oldin, ajratishni optimallashtirish va yaxshi natijalarga erishish imkonini beradigan ba'zi muhim omillarni hisobga olish kerak.
Ion almashinish xromatografiyasi:

• Barcha ionlarni aniqlovchi samarali usul

  
  

• Noorganik anionlarni aniqlashning eng yaxshi usuli.

  
  

• Sezuvchanlik- 1-10 ng/мml (qo'shimcha konsentratsiyasiz).

  
  

Ushbu elementlarga miqdori, namunaning molyar massasi yoki molekulyar og'irligi va tahlil qilinadigan turni zaryadlari kiradi. Ushbu omillar xromatografiya parametrlarini, masalan, statsionar fazani, ustun o'lchamini va matritsa teshikchasining o'lchamlarini va boshqalarni aniqlash uchun juda muhimdir.
Ion almashinadigan xromatografiyaning ikki turi mavjud: biri kationning siljishini va biri anionning siljishini o'z ichiga oladi.
Oqsilni tozalash uchun odatiy ion almashinish suyuqlik xromatografiyasi. Namuna yuklangandan so'ng, nasos namunani elyuentlash uchun tuz gradientini hosil qiladi.

Ion almashinish xromatografiyasi ion xromatografiyasining yanada o'ziga xos varianti bo'lib, u ion almashinuvchini tashkil etuvchi ionlar uchun eritmadagi ionlarning teskari stexiometrik almashinuviga asoslangan.

• Kation ion almashinish xromatografiyasi musbat zaryadlangan kationlarni saqlaydi, chunki qo’zg’almas faza manfiy zaryadlangan funksional guruhlarga ega, masalan, fosfat (PO4(3−)).

  
  

• Anion ion almashinish xromatografiyasi manfiy zaryadlangan anionlarni saqlaydi, chunki qo’zg’almas fazada musbat zaryadlangan funksional guruhlar mavjud, masalan, +N(R)4.

  
  

Ionitlarga quyidagilar kiradi:
* kationitlar, kation almashina oladigan;
* anionitlar, kation almashina oladigan;
* amfoter xususiyatga ega ion almashinadigan moddalar, ya'ni ham anion, ham kation almashish qobiliyatiga ega.
Ionitlar turlari:
Kationitlar:

• Kuchli kislotali guruh: -SO₃H.

  
  

• Kuchsiz kislotali guruh : -СОOH, -ОН va b.

  
  

Anionitlar:

• Kuchli asoslar to'rtlamchi ammoniy yoki piridin guruhlarini o'z ichiga oladi: -N(CH₃)₃OH.

  
  

• Kuchsiz asosli guruh : -NH₃OH, -NH₂(CH₃)OH.

  
  

Kation almashinish:

• R-SO₃H + NaCl R-SO₃Na + HCl

  
  

• Anion almashinish:

  
  

• R-N(CH₃)₃OH + NaCl R-N(CH₃)₃Cl + NaOH

  
  

Ionit aralashmaning tarkibiy qismlarini o'zlashtiradi va keyin har bir komponentni mos erituvchi bilan ketma-ket elyuetlaydi. Ion almashinadigan ajralishlar uchun detektorlar eluent ionlari ishtirokida tahlil qilingan ionlarning elyuatdagi konsentratsiyasini qayd qiladi

• elyuatsiya – qo’zg’aluvchi fazaning ta'minoti, ligand tomonidan kerakli komponentning o'ziga xos bog'lanishi sodir bo'ladi

  
  

• elyuat – qo’zg’almas faza qatlamidan o'tadigan suyuqlik oqimi (sorbent);

  
  

• elyuent – qo’zg’almas faza.

  
  

Birinchisida, harakatlanuvchi fazada (ajratiladigan namunani tashkil qiladi) musbat zaryadli ionlar, statsionar fazada esa manfiy zaryadli ionlar mavjud.
Bu holda musbat zaryadlangan turlar ion kuchiga qarab statsionar fazaga jalb qilinadi va bu xromatogrammada ko'rsatilgan ushlab turish vaqtida aks etadi.

Xuddi shunday, anion siljishini o'z ichiga olgan xromatografiyada harakatlanuvchi faza salbiy zaryadlangan, statsionar faza musbat zaryadlangan ionlarga ega.

Boshqacha qilib aytganda, statsionar faza ijobiy zaryadga ega bo'lganda, u anion turlarini ajratishda ishlatiladi va ushbu faza tabiatda anion bo'lsa, u namunada mavjud bo'lgan kationik turlarni ajratishda ishlatiladi.
Elektr zaryadini ko'rsatadigan va suvda eruvchanligini ko'rsatadigan birikmalarga (aminokislotalar, kichik nukleotidlar, peptidlar va yirik oqsillar kabi) qarama-qarshi zaryadni taqdim etadigan qismlar bilan birlashib, faz bilan ion bog'lanishlarini hosil qiladi. erimaydigan statsionar.
Jarayon
Statsionar faza muvozanat holatida bo'lganida, ionlashishga moyil bo'lgan funktsional guruh mavjud bo'lib, unda namunadagi qiziqish ko'rsatadigan moddalar ajratilib, miqdor bo'yicha belgilanadi, ular ustun bo'ylab harakatlanayotganda bir vaqtning o'zida birlasha oladilar. xromatografik.

Keyinchalik, birlashtirilgan turlar elitatsiya qilinishi mumkin va keyin ularni eluting moddasi yordamida yig'ish mumkin. Ushbu modda katyonik va anionik elementlardan iborat bo'lib, kolonnada ionlarning yuqori konsentratsiyasini keltirib chiqaradi yoki kolonnaning pH xususiyatlarini o'zgartiradi.

Xulosa qilib aytganda, avval ionlarni almashinishga qodir bo'lgan bir tur qarshi yuzalar bilan musbat tarzda zaryadlanadi va keyin ajralib chiqadigan ionlarning birikmasi sodir bo'ladi. Elitatsiya jarayoni boshlanganda, zaif bog'langan ion turlari desorbsiya qilinadi.
Shundan so'ng, kuchli bog'lanishlarga ega ionli turlar ham yo'q qilinadi. Va nihoyat, regeneratsiya sodir bo'ladi, unda dastlabki holatni kolonkani dastlab aralashadigan tamponlangan turlar bilan yuvish orqali tiklash mumkin.
Ion almashinadigan xromatografiya, mavjud bo'lgan elektr zaryadini ko'rsatadigan turlar, ionli turdagi qatronli moddalar orqali harakat qilganda, elektrostatik tortishish kuchlari tufayli ajratilganligiga asoslanadi. harorat va pH ning o'ziga xos shartlari.
Ushbu ajratish, eritmada topilgan ionlar bilan ion xususiyatiga ega siljish qatronli moddasida topilgan ionlar o'rtasida qaytariladigan almashinuv natijasida yuzaga keladi.
Shu tarzda, namunadagi birikmalarni ajratish uchun ishlatiladigan jarayon ilgari tavsiflangan anyonik va katyonik almashinuvchilar printsipiga amal qilgan holda ishlatiladigan qatron turiga bo'ysunadi.
Qiziqish ionlari qatronlar tarkibiga tushganligi sababli, xromatografik kolonning ion turlarining qolgan qismi elitatsiya qilinmaguncha oqishi mumkin.
Keyinchalik, qatronlar ichida qolgan ionli turlarning oqishiga ruxsat beriladi, ular ustun bo'ylab katta reaktivlikka ega bo'lgan mobil faza orqali tashiladi.
Xulosa
Ushbu turdagi xromatografiyada bo'lgani kabi, moddalarni ajratish ion almashinuvi tufayli amalga oshiriladi, uning ishlatilishi va qo'llanilishi juda ko'p, ular orasida quyidagilar mavjud:
- Nukleotidlar, uglevodlar va oqsillar kabi moddalardan tashkil topgan organik tabiat birikmalarining birikmalarini o'z ichiga olgan namunalarni ajratish va tozalash.
- suvni tozalashda va deionizatsiya qilishda va eritmani yumshatish jarayonida (to'qimachilik sanoatida ishlatiladi), shuningdek magniy va kaltsiyni ajratishda sifat nazorati.
- farmatsevtika sanoatida qon va siydikda mavjud bo'lgan dorilarni, fermentlarni, metabolitlarni va ishqoriy yoki kislota ta'sirida bo'lgan boshqa moddalarni ajratish va tozalash.
- yuqori toza birikmalarni olish zarur bo'lgan eritmalar va moddalarni mineralizatsiyalash.
- Keyinchalik boshqa tahlillarning ob'ekti bo'lish uchun uni ajratib olish uchun, ajratish uchun namunadagi ma'lum bir birikmani ajratish.
Xuddi shunday, ushbu usul boshqa sohalar qatori neft-kimyo, gidrometallurgiya, farmatsevtika, to'qimachilik, oziq-ovqat va ichimliklar, yarimo'tkazgich sanoatida ham keng qo'llaniladi.