Хроматографиялық әдістерді қолдану

Қазіргі кезде хроматографиялық әдісі аналитикалық практикада кеңінен таралған. Бұл физикалық-химиялық әдістердің қатарына жатады. Әдістің мұндай жетістігі қолдану қарапайымдылығы, іс жүзіндегі тиімділігі, талғамының жоғарылығы, сезімталдығы, дәлдігі, тез орындалуы, әмбебаптығы сияқты қасиеттері жиынтығында болса керек.  Хроматография әдісімен көптекті заттардың кез келген агрегат күйдегі және кең концентрациялық диапозондағы қоспасын талдауға болады.

Хроматография әр түрлі объектілерді сандық және сапалық тұрғыдан талдауға, қосылыстың физикалық-химиялық қасиегтерін оқып-үйренуге кейбір реакциялардың кинетикасын зертеп білуге мүмкіндік береді. Тез жүргізілген - хроматографиялық талдаумен көптеген технологиялық процестер реттеледі.

Мұнымен қатар, хроматографияны қоспа құрамындағы керекті қосылысты таза күйінде бөліп алу үшін колданады. Заттарды хроматографиялық бөлу әдісі сорбциялық процестерге негізделген.  Сорбция - сұйық не қатты сіңіргіштердің (сорбетер мен эксфогенттермен) өзіне газды, буды. аэрозолъды, сұйықты, еріген затгы сіңіру процесі. Бұған кері процесті десорбция (кері сорбция) деп атайды. Сорбция адсорбция фаза бетіндей сіңіру және абсорбция (фаза көлемінде сіңіру) процестерін қамтиды. Сорбцияны статистикалық және динамикалық жағдайда да жүргізуге болады. Статистикалық сорбция екі фазада салыстырмалы тыныштықта тұрған кезде басталып, сорбция заңы бойынша фазалар арасында заттың таралу тепе-теңдігі орнағанда аяқталады. Динамикалық сорбция қозғалыссыз  фазаға қатысты қозғалатын фазаның тиісті бағытта орын ауыстыруы нәтижесінде кері  сорбция процесі кезінде басталады. Динамикалық жағдайдағы қоспаның бөлінуі әсерлі өтеді. Сорбциялық құбылыс таралу тұрақтылығымен сипатталынады:

  (15.1)

мұндағы С1 мен С2, - қозғалмайтын және қозғалысты фазаларға сәйкес бір пішіндегі заттардың тепе-теңдік концентрациясы. Әр түрлі фазадағы заттар әр түрде болатындықтан, таралу коэффициентін қолданған жөн.

  (15.2)

мұндағы СН(В) және Сn(В) - қозғалмайтын және қозғалысты фазалардағы сәйкес В затының жалпы аналитикалық концентрациясы. Хромаграфистер есептеу жүргізгенде сыйымдылық коэффициентін пайдаланады:

  (15.3)

мұндағы nk мен n - қозғалмайтын және қозғалысты фазадағы құрылымның мольдік саны, k' - сыйымдылық коэффициенті. Бұл коэффициент берілген хроматографиялық жүйедегі құрама бөлікті ұстап тұру дәрежесін сипаттайды.

1 және 2 құрама бөліктің бөлу дәрежесі бөлу коэффициентімен өрнектеледі:

Қозғалмайтын фазада еріген заттың мөлшері неғұрлым көп болса, соғұрлым оны шаймалауға уақыт та көп кетеді. k'-тің индексі заттың шаймалау ретін көрсететіндіктен,  ылғи да бірден артық.

Үлгіні жақсы бөлу үшін, бағанаға сәл-пәл үлесін енгізу қажет. Бұл оның құрамындағы әр құрамдас бөліктердің бір мезгілде жылжи бастауына керек. Бағанадан шығатын құрамдас бөліктерді детектор жүзеге асырады, ал оның сигналын потенциометр тіркейді. Кәдімгі хроматографияның кеп таралған түрі 15.1-суретте келтірілген.

Қоспаның құрамдас бөліктерге бөлінуі олардың бағана бойымен жылжу процесі кезінде өтеді, сондықтан да ұзын бағана шоқтықтардың  анық болуына септігін тигізеді, бірақ та бұл жағдай бойлық диффузияның әсерінен әрбір құрамдас бөліктердің орналасқан қозғалыс аймағының жайылып кетуіне келтіреді. Шоқтықтардың сүйірлену дәрежесі, құрамдас бөліктің бағанада болу уақытының квадратты түбіріне пропорционал, шоқтық неғұрлым енді болса, соғұрлым олардың жағдайы көмескілеу анықталады, сондықтан да іс жүзінде бағана ұзындығын шектейді.

Хроматографиялық параметрлер 15.1-суретте қисықпен белгіленген. Хроматографиялау процесінің басынан бастап осы берілген құрамдас бөлікке сәйкес шоқтықтың ең биігінің айқындалу уақытына әрбір құрамдас бөліктің ұсталу уақыты дәл келеді. Бұл t'A  немесе t'В деп белгіленеді. Іс жүзінде анықталатып және қозғалыссыз фазамен әрекеттеспейтін құрамдас бөліктердің ұсталу уақыттарының айырмасын жиі пайдаланады және мұны өлі уақыт деп те айта береді:

   (15.5)

Суреттегі һ және h/2-мен белгіленген деңгейлер (биіктіктер) қисықтың иілу нүктесі арқылы жүргізілген жанама түзуден пайда болған үшбұрыштың толық және жартылай биіктігінде болады да, хроматографиялық шоқтық биіктігіне (жартылай биіктігіне) сәйкес келеді. Хроматографияда шоқтықтың толы өнін және жарты биіктігінің жартысына дейінгі деңгей ені W және w/2 арқылы белгілейді. W шамасы жекеленген молекулалардың ұсталу уақытының статистикалық өлшемі болып табылады. Орта мәннен () стандартты ауытқу, шоқтықтың жарты биіктігінің оның жарты еніне тең, ягни . Шоқтық ені мен ұсталу уақытының қатынасы мына теңдеу арқылы өрнектеледі:Құлажанов Қ.С.Аналитикалық химия: II томдық оқулық . II - том. Оқулық. Алматы:«ЭВЕРО» баспаханасы, 2005. - 464 б. ISBN 9965-680-95-7

     (15.6)

Дереккөздер

Санат:Аналитикалық химия
Санат:Химия
Санат:Ғылым