Колоночная хроматография

Колоночная хроматография представляет собой простейший вариант адсорбционной хроматографии. Она используется для разделения смесей твердых веществ.

В качестве стационарной фазы используется какой-либо твердый адсорбент, например глинозем (оксид алюминия), а в качестве подвижной фазы-какой-либо растворитель. Стеклянную колонку сначала наполняют взвесью этих двух фаз. На дно колонки кладут прокладку из стекловаты, чтобы предотвратить вытекание взвеси (рис. 6.41). После того как взвесь осядет, растворитель выпускают из колонки до тех пор, пока его уровень не окажется чуть выше уровня твердой фазы. Затем твердую смесь растворяют в небольшом количестве растворителя и полученный раствор наливают сверху в колонку. После того как раствор пройдет через колонку, в нее добавляют несколько порций чистого растворителя, чтобы убедиться, что уровень растворителя остается выше уровня стационарной фазы. Процесс пропускания растворителя через колонку называется элюированием. Растворитель, используемый для элюирования, называется элюентом. Разделение различных компонентов смеси происходит по мере постепенного перемещения вдоль колонки. Если компоненты смеси окрашены, как, например, пигменты или красители, то их разделение может наблюдаться визуально. На рис. 6.42 показано, как происходит разделение двухкомпонентной смеси. Компонент 1 имеет более высокий коэффициент распределения и поэтому проходит через колонку быстрее. Время, необходимое для прохождения какого-либо компонента смеси через колонку, называется временем элюирования данного компонента. Последовательные порции элюированных компонентов собирают в колбы или пробирки. Растворитель может быть удален перегонкой, в результате чего получается чистый компонент. На рис. 6.42 показан идеализированный случай полного разделения двух компонентов.

Тонкослойная хроматография

Тонкослойная хроматография (TCX) представляет собой одну из разновидностей адсорбционной хроматографии. Она широко используется в органической химии для идентификации соединений и установления их чистоты. В качестве твердой адсорбирующей фазы обычно используется силикагель, глинозем или целлюлоза, содержащая какое-либо связующее вещество, например крахмал

 

Рис. 6.41. Колоночная хроматография. Рис. 6.43. Тонкослойная хроматография (ТСХ).

Взвесь такого твердого вещества тонко и однородно распределяют по поверхности стеклянной пластинки и дают ей высохнуть. Возле одного конца пластинки на слой адсорбента наносят пятно испытуемого раствора. Чтобы облегчить идентификацию компонентов, рядом с этим пятном могут быть также нанесены пятна известных соединений. После того как пятна на конце пластинки высохнут, пластинку опускают этим концом в небольшое количество растворителя, налитого в стакан или бачок (рис. 6.43), который затем накрывают крышкой, чтобы предотвратить испарение растворителя. Растворитель медленно поднимается по пластинке в результате капиллярного действия. Когда фронт растворителя проходит пятна, начинается перемещение растворенных в них веществ. Скорость их перемещения зависит от их коэффициентов распределения. Когда фронт растворителя поднимается к верхнему краю пластинки, ее вынимают из стакана и высушивают. Различные компоненты окрашенной смеси могут быть идентифицированы визуально. Если же компоненты смеси не имеют окраски, то пластинку следует проявить. Проявление пластинки достигается ее опрыскиванием каким-либо окрашивающим реагентом, облучением ультрафиолетовым светом, нагреванием либо выдерживанием в атмосфере какого-либо газа, например паров иода. Каждый компонент смеси может быть охарактеризован определенным коэффициентом удерживания Rf. Коэффициент удерживания Rf связан с коэффициентом распределения данного компонента и определяется соотношением

Rf =(Расстояние перемещения компонента от исходного пятна)/(Расстояние перемещения растворителя от исходного пятна)

На рис. 6.44 показана проявленная хроматографическая пластинка с пятью исходными пятнами. Нетрудно видеть, что неизвестное вещество X представляет собой смесь веществ В и С. Кроме того, видно, что образец С, дающий одно пятно, представляет собой чистое вещество, а образец С содержит примесь, поскольку он дает еще другое пятно, свидетельствующее о наличии в нем небольшого количества вещества А.

 

Оглавление: