Tahlilni xromatografik usullari, tasnifi va sifat tahlilda qo`llanishi

Statik usul ion almashinuvi - ion almashtirgichning namunasini ma'lum hajmdagi eritma bilan aloqa qilish va muvozanat o'rnatilguncha ma'lum vaqt davomida aralashtiriladi yoki chayqatiladi. Bu ion almashinuvining tez va oddiy usuli bo'lib, suyultirilgan eritmalardan ionlarni konsentratsiyalash, kiruvchi aralashmalarni olib tashlash uchun ishlatiladi, ammo u ionlarning to'liq so'rilishini ta'minlamaydi, chunki ion almashinuvi muvozanatsiz jarayondir va shuning uchun to'liq ajralishni kafolatlamaydi. ionlari.
Ion almashinuvini amalga oshirayotganda dinamik tarzda eritma kolonna orqali ion almashtirgich bilan o'tkaziladi, u kolonka bo'ylab harakatlanayotganda ion almashinuvchining yangi granulalari bilan aloqa qiladi. Bu jarayon statik usuldan ko'ra to'liq almashinuvni ta'minlaydi, chunki almashinuv mahsulotlari eritma oqimi bilan chiqariladi. Ular suyultirilgan eritmalardan ionlarni va xossalari jihatidan bir-biridan katta farq qiluvchi alohida ionlarni, masalan, har xil zaryadlangan ionlarni (ajratilgan kationlarni anionlardan ajratish) konsentratsiyalashi mumkin, lekin bir xil zaryad belgisiga ega ionlarni ajratish deyarli mumkin emas. Bunday ionlarning miqdoriy ajralishi faqat dinamik sharoitda sorbsion-desorbsion elementar harakatlarning takroriy takrorlanishi bilan mumkin, ya'ni. xromatografik usul . Ushbu usul bilan ishlashda ion almashinuvchining yuqori qatlamlari qo'llaniladi va ajratiladigan aralashma bu qatlamga ustun sig'imidan ancha kam miqdorda kiritiladi, buning natijasida ion almashinuvining elementar aktlarining takroriy takrorlanishi ta'minlanadi. .
Tahlil texnikasi nuqtai nazaridan, ion almashinadigan xromatografiya molekulyar xromatografiyaga o'xshaydi va eluent (rivojlanayotgan), frontal va joy almashish variantlariga ko'ra amalga oshirilishi mumkin. Molekulyar va ion almashinadigan xromatografiyaning farqi shundaki, molekulyar xromatografiyada aralashmaning ajratilgan komponentlari kolonnadan toza elyuent bilan, ion almashinadigan xromatografiyada esa elektrolitlar eritmasidan eluent sifatida foydalaniladi. Bunda elyuentning almashtirilgan ioni ajratilayotgan aralashmaning har qanday ioniga qaraganda kamroq tanlab sorblanishi kerak.
Ko'pincha qo'llaniladigan ion almashinadigan xromatografiyani ishlab chiqishda, ion almashtirgich bilan to'ldirilgan ustun avvalo elektrolit eritmasi bilan yuviladi, toki ion almashtirgich o'zining barcha ionlarini elyuent tarkibidagi ionlar bilan to'liq almashtiradi. Keyin ion almashtirgich sig'imining taxminan 1% miqdorida ajratiladigan ionlarni o'z ichiga olgan kichik hajmdagi analit eritmasi ustunga AOK qilinadi. Keyinchalik, kolonka eluent eritmasi bilan yuviladi, elyuatning fraktsiyalarini oladi va ularni tahlil qiladi.
Cl - , Br - , J - ionlari aralashmasi yuqori asosli anion almashinadigan smolada (o'zaro bog'langan polistirol to'rtlamchi ammoniy asoslari guruhlari N (CH 3) 3 +) ajratilishi mumkin, masalan, AB-17, selektivlik (selektivlik) diapazoniga ega: NO 3 - Cl – Br – J – . Natijada eluent sifatida NaNO 3 eritmasi ishlatiladi. Birinchidan, bu eritma NO 3 - ionlari bilan to'liq to'yingangacha ion almashtirgichdan o'tkaziladi. Ajraladigan aralashma kolonaga kiritilganda Cl – , Br – , J – ionlari anion almashtirgich tomonidan so‘riladi va NO 3 – ionlarini almashtiradi. Kolonnani NaNO 3 eritmasi bilan keyingi yuvishda anion almashtirgichning yuqori qatlamlaridagi Cl – , Br – , J – ionlari asta-sekin yana NO 3 – ionlari bilan almashtiriladi. Cl - ionlari eng tez siljiydi, J - ionlari ustunda eng uzoq vaqt qoladi. Aralashmaning ionlariga ion almashinuvchining selektivligidagi farq kolonnada turli tezliklarda harakatlanuvchi adsorbsiyalangan ionlarning Cl - , Br - va J - alohida zonalari hosil bo'lishiga olib keladi. Ustun bo'ylab harakatlanayotganda, zonalar orasidagi masofa oshadi. Har bir zonada ajraladigan aralashmaning faqat bitta anioni va elimant anioni, zonalar orasidagi intervalda faqat elimantning anioni bo'ladi. Shunday qilib, ajratilishi kerak bo'lgan aralashmaning alohida komponentlarini o'z ichiga olgan fraktsiyalar ustun chiqishidagi elyuentda paydo bo'ladi.
Amaliy masalalarni hal qilish uchun mos harakatlanuvchi fazani tanlash (tarkibi, konsentratsiyasi, pH, ion kuchi) yoki ion almashinuvchining polimer matritsasining g'ovakligini, ya'ni zanjirlararo bog'lanishlar sonini o'zgartirish orqali ionlarni ajratish shartlari o'zgartiriladi. matritsa va ba'zi ionlar uchun o'tkazuvchan va ularning almashinuviga qodir va boshqalarga o'tib bo'lmaydigan ion almashinadigan elaklarni yaratish. Bundan tashqari, ionogen guruhlarning tabiati va o'zaro joylashishini o'zgartirish, shuningdek, murakkab hosil bo'lganligi sababli selektiv kimyoviy reaktsiyaga qodir sorbentlarni olish mumkin. Yuqori selektivlik, masalan, dimetilglioksim, ditizon, 8-gidroksixinolin va boshqalarning organik reagentlarining xelatlovchi guruhlarini, shuningdek, toj efirlarini o'z ichiga olgan ion almashinuvchilarni komplekslash orqali ega.
Ion almashinuvi, ion va ion juftlari xromatografiyasida eng katta qo'llanilishi katta almashinuv qobiliyatiga ega (3-7 mmol / g) sintetik makro va mikronet organik ion almashinuvchilari, shuningdek noorganik ion almashinadigan materiallarda mavjud. Mikromesh ion almashtirgichlar faqat shishgan holatda ion almashishga qodir, makromesh esa shishgan va shishmagan holatda ion almashishga qodir. Ion almashinuvchining yana bir konstruktiv turi sirt plyonkali ion almashtirgichlar bo‘lib, ularning qattiq yadrosi stirol va divinilbenzolning g‘ovak bo‘lmagan sopolimeridan, shisha yoki silikageldan tuzilgan va ion almashtirgichning yupqa plyonkasi bilan o‘ralgan. Bunday zarrachaning umumiy diametri taxminan 40 mkm, ion almashinuvchi plyonkasi qalinligi esa 1 mkm. Bunday ion almashtirgichlarning kamchiligi zarrachalarning nisbatan katta diametri va past o'ziga xos sirt maydoni tufayli past almashinish qobiliyatidir, buning natijasida kichik namunalar bilan ishlash va shunga mos ravishda yuqori sezgir detektorlardan foydalanish kerak. Bundan tashqari, bunday ion almashinuvchilar tezda zaharlanadi va qayta tiklanish qobiliyatiga ega emas.
Yuqori samarali ion almashinish va ion xromatografiyasida hajmli-g'ovak polistirol ion almashinuvchilari, granulalar diametri taxminan 10 mkm bo'lgan hajmli-g'ovak kremniylar, stirol va divinilbenzolning ionogen bilan amalda shishmaydigan sirt g'ovakli va sirti o'zgartirilgan sopolimerlari. sulfo va aminokislotalar ishlatiladi.
Ion-juft xromatografiyada "cho'tkasi" sorbentlar qo'llaniladi - payvandlangan teskari fazali C 2, C 8, C 18 silikagellar, ular mobil fazadan ion sirt faol moddalarni, masalan, alkilni singdirishda osongina kation almashinuvchiga aylanadi. to'rtlamchi ammoniy asoslarining sulfatlari yoki tuzlari.
Ion almashtirgichlar yordamida xromatografik ajratishda ko'pincha harakatlanuvchi faza sifatida tuzlarning suvli eritmalari qo'llaniladi. Buning sababi shundaki, suv mukammal erituvchi va ionlashtiruvchi xususiyatlarga ega, buning natijasida tahlil qilingan namunaning molekulalari bir zumda ionlarga ajraladi, ion almashinuvchining ion almashinuv guruhlari gidratlanadi va to'liq yoki qisman dissotsilangan shaklga o'tadi. Bu qarama-qarshi ionlarning tez almashinuvini ta'minlaydi. Harakatlanuvchi fazaning elutsiya kuchiga asosan pH, ion kuchi, bufer eritmaning tabiati, organik erituvchi yoki sirt faol moddaning tarkibi (ion-juft xromatografiya) ta'sir qiladi.
PH qiymati ionogen guruhlarning tabiatiga, ajratiladigan ionlarga va matritsaga qarab tanlanadi. Kuchli kislotali va kuchli asosli ion almashtirgichlar bilan pH = 2-12, kuchsiz kislotalilar bilan pH = 5-12, zaif asoslilar bilan pH = 2-6 da ishlash mumkin. Kremniyga asoslangan sorbentlarni pH 9 da ishlatib bo'lmaydi. Mobil fazaning ion kuchi ion almashtirgichning sig'imiga ta'sir qiladi. Ion kuchining oshishi bilan ionlarning sorbsiyasi odatda pasayadi, chunki mobil fazaning elutsiya kuchi ortadi. Shuning uchun, ajratish boshida mobil faza past ion kuchiga ega bo'lishi kerak (0,05-0,1) va bu xarakteristikaning yakuniy qiymati 2 dan oshmasligi kerak. Gradientli elyusiyada ko'pincha ion kuchi ortib borayotgan buferlar qo'llaniladi.
Ion almashtirgich tomonidan so'rilgan ionlarni tanlab tozalash uchun siz suv, ma'lum bir pH qiymati va ion kuchiga ega bufer eritmalari (fosfat, atsetat, borat, gidrokarbonat va boshqalar), mineral eritmalar (xlorid, azot, oltingugurt, fosforik) va organik (fenol, limon, sut, tartarik, oksalat, EDTA) kislotalar. Eluentni tanlash, ko'pgina kompleks moddalar va standart turdagi ion almashinuvchilarning suvli (suv-organik) eritmalari o'rtasida ko'pgina elementlarning taqsimlanishining cheklovchi koeffitsientlari aniqlanganligi va jadvallarda keltirilganligi bilan osonlashadi.