Бухоро- 2022 Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги бухоро давлат университети

7.6.2. Колонкаларни калибрлаш
Гел – хроматография, асосан юқори молекуляр моддаларни ажратиш ва уларнинг молекуляр массаси (ММ) ҳамда молекуляр-массавий тақсимланишини (ММТ) аниқлашга мўлжалланган. Гел–хроматографияда полимерлар эффектив гидродинамик ҳажмига асосан ажралганлиги сабабли, ММ ва ММТ ни топиш учун колонкаларни молекуляр массаси маълум полимер моддалари ёрдамида калибрланади, яъни Vэл билан ММ орасидаги боғланишни топиш керак бўлади. Кейинчалик шу калибрловчи график ёрдамида номаълум модданинг ММ ва ММТ сини топиш мумкин. Ажратиш ММ нинг кенг диапазонида (масалан М к 10³ ÷ 10⁶) бўлиш учун ажратиш лозим бўлган миқромолекулаларнинг ўлчамларига ғовакларининг ўлчамлари мос келадиган гелни ёки ғовакларининг ўлчамлари ҳар хил геллар билан тўлдирилган колонкаларни танлаб олиш зарур.
Колонкадаги гелнинг ғоваклар ўлчамлари бўйича тақсимланиши кенг диапазонда бўлса, М (Vэл) боғланиш чизиғи анча тик бўлади. (28 расм, 1 чизик), лекин бу шароитда колонкада моддаларнинг ажралиши яхши бўлмайди. Гел ғовакларининг ўлчамлари бир хил ёки бир-бирига яқин бўлса, М (Vэл) боғланиш чизиғи тик бўлмайди, аммо бундай гел билан тўлдирилган колонканинг ажратиш хусусияти юқори бўлади у 27 – расмда, (2 чизик) кўрсатилган. Гел ғовакларининг ўлчамлари жуда кичик бўлса модда молекулаларининг бир қисми говакларга кира олмайди ва улар колонкадан бир хил Vэл да чиқади, яъни колонкадан ажралмасдан чиқади. (27 расм 3 чизиқ).





27 – расм. Гел – хроматографда lgМ – Vэл орасидаги боғланишни характерловчи калибрловчи чизиқлар

27 – расмдан кўринишича М нинг маълум бир интервали 1 колонкада Vэл нинг анча кенг диапазонида бир-биридан ажралиб чиқмоқда. Демак, 2 колонканинг ажратиш самараси 1 – колонкадагига қараганда анча юқори.

Калибрловчи боғланишга калонкадан оқиб ўтувчи элюент тезлиги ҳамда эритма концентрациясининг таъсири бўлади. Концентрациянинг таъсири юқори молекуляр моддаларни ажратиш айниқса сезиларли бўлади.
Одатда, модданинг молекуляр массаси М билан модда компонентларининг колонкадан ажралиб чиқиш ҳажми Vэл орасидаги боғланишнинг (калибрловчи боғланиш) топиш учун текширилаётган полимер моддасининг монодисперс намуналари ёки стандарт намуналар қўлланилади. Бу боғланишнинг математик кўриниши
lg M к C₁ – C₂ Vэл
С₁ ва С₂ лар тажрибадан топиш мумкин бўлган коэффицентлар. Бунда С₁ Мк1 бўлгандаги Vэл, С₂ к dV/dlg М калибрловчи боғланиш чизиғининг тангенс бурчаги.
Шундай қилиб, гел-хроматографияда, Vэл нинг тажрибадан топилган қиймати ва калибрловчи гарафик орқали номаълум модданинг молекуляр – массаси ва ўлчамлари топилади. Полимерларнинг дифференциал ёки интеграл кўринишидаги молекуляр – массавий тақсимланишини топиш ҳам калибрловчи график орқали амалга оширилади.
Бунда дифференциал ММТ тақсимланиш қуйидаги ифода орқали олинади:
qw қ с (Vэл) (- ) ёки
калибрловчи графикнинг тўғри чизиқли қисми учун
qw к с (Vэл) ( )
С (Vэл) – ҳар хил концентрациялардаги V эл нинг қиймати.
Интеграл кўринишдаги ММТ тақсимланиш
W (M) к W (Vэл) к С (Vэл) dVэл к qwdM (2)
кўринишда бўлади. М₁ – энг кичик молекуляр масса.
Бир колонканинг ўзида, турли кимёвий тузилишли полимерлар ҳар хил Vэл(М) калибрловчи боғланишга эга бўлиши мумкин. Худди шунингдек, бир полимер моддаси учун ҳар хил эритувчиларни ишлатиш ҳам ҳар хил калибрловчи боғланишга олиб келади.
Кейинги текширишлар шуни кўрсатадики, ҳар хил, чизиқли тузилишга эга полимерлар ва ҳар хил эритувчилар учун битта, яъни универсал калибрловчи боғланишни олиш мумкин экан. Бунда Vэл билан М · [η] ([η] – молекуляр массаси М бўлган полимер моддасининг характеристик қовушқоқлиги) кўпайтма орасидаги боғланишни топиш зарур бўлади.
(2) тенглама ўрнига қуйидаги ифодадан ҳам фойдаланиш мумкин:
lg (M · [η]) к B₁ – B₂ Vэл
Бунинг учун албатта қуйидаги шарт бажарилиши лозим, яъни калибрловчи боғланишни олишда қўлланилган полимер стандартлар ва текширилаётган модда макромолекулалари учун М₁ [η]₁ к М₂ [η]₂ тенглик бажарилиши керак.
Калибрловчи ва аналитик тажрибалар бир хил шароитда (элюент, температура, элюция оқимининг тезлиги, сорбент) ўтказилиши, элюцион ҳажмлар (Vэл) концентрацияларга боғлиқ бўлмаслиги кабиларга алоҳида эътибор қилиш керак.
Калибрловчи боғланишни олишда кўлланилган стандарт полимер (масалан полистрол) ва текширилаётган модда учун [η] к К_η М^а боғланиш маълум бўлса, универсал калибровкани характерловчи катталикларни ҳисоблаб топиш мумин. Ҳақиқатан, lg (М₁ [η]₁) к lg (М₂ [η]₂) шартни ҳисобга олинса,
Lg M₂ к lg M_® (3)
тенглама ҳосил бўлади. Бунда Кη₁ , а₁, М₁ – биринчи полимерга тегишли, Кη₂, а₂, М₂ – иккинчи полимерга тегишли катталиклар.
Юқорида келтирилган мулоҳазалар яна ҳам тушунарли бўлиши учун мисол тариқасида, цис-полиизопрен полимерининг гел-хроматография анализи ёрдамида молекуляр массалар ва ММТ ни ҳисоблашни келтирамиз. Полистрол стандартлари ёрдамида олинган калибрловчи боғланиш lg (М[η]) к16,13 – 0,0706 Vэл кўринишда бўлади. Полиизопрен учун М (Vэл) тенгламани топишда, полистиролнинг хлороформдаги эритмаси учун маълум бўлган
[η] к 3,2 · 10^-4 · М^0,714 яъни ак0,714
тенгламадан фойдаланиб ( ) даги С₁ ва С₂ ларни ҳисоблаймиз:
C₁ к С₂ к
Демак, полиизопрен учун калибрловчи боғланиш тенгламаси қуйидагича бўлади:
Lg М к 11,45 – 0,0412 Vэл ( )
Полиизопреннинг хлороформдаги эритмасининг гел – хроматограммаси 28 – расмда кўрсатилгандек кўринишга эга: