Оралтаева А. С. Аналитикалық химия. Зертханалық практикумы

Агрегаттың күйі бойынша пайдаланылатын фазаларды қағаз хромотографиясы сұйык хромотографияға жатқызады, себебі оның жылжымалы және жылжымайтын фазалы сұйықтар болып табылады.

Бөлудің механизмі бойынша немесе сорбент пен сорбаттың (заттың) арасындағы әсерлесу/ сипаты бойынша заттардың еріткіштерін ажырату арқылы құрам бөліктерге бөлуге негізделген. Кейбір жағдайларда қағаз хромотографиясында бөлудің немесе таңбаға түсудің ион алмасу механизмін қолданады.

Техникалық орындалуы бойынша қағаз хромотографиясы заттарды бөлу арнайы қағаздарда жүргізілетін болғандықтан жазықтыққа да жатады. Көп жағдайларды бейорганикалық иондарды бөлу олардың екі сұйык фаза арасына орналастыруға негізделген. Колонка да жүргізілетін бөлу хромотографиялық қағазға ауыстырылды.

Хромотографияда колонкада бөлетін заттардың сұйық фазалар арасында бөлінуі төмендегі теңдеумен өрнектеледі:

Мұндағы : К_g - заттарды бөлу козффициенті ;

С_нф - жылжымайтын фазадағы заттың кон-сы;

С_пф - жылжымалы фазадағы заттың кон-сы;

Заттардың қоспасын бөлу үшін сүзгіш қағаздың жолағына анықталатын ерітіндінің кішкентай бөлігін тамызып, жолақтың ұшын еріткіштің бетінен жоғары тұратындай етіп орналастырамыз. Қоспалардың бөлек құрам 2 бөліктері жылжымалы және жылжымайтын фазалар арасында олардың бөлу коэффициенттерінің мәндерінің айырмашылығына байланысты орналасады. Бөлінетін заттар қағаз жолында бөлек зоналарды (дақтарды түзеді):

z- еріткішпен өткен қашықтық .

Осы жағдайлардан- R_d шамасы заттың сапалы сипаттамасы болып табылады. Қағазда хромотография әдісімен заттың қоспаларын бөлуге қағазды және жылжымалы еріткішті дұрыс таңдау болып табылады. Хромотографияландыру үшін негізінен жоғары сапалы №1,2,3 және 4 сүзгіш қағазының сорттары пайдаланылады. Қағаз төмендегі талаптарға сай болуы қажет:

1. Органикалық және күйе қосындыларынан жақсылап тазартылуы қажет.

2. Қалыңдығы бойынша біртекті.

З. Стандарттың ерітінділерді дәлдікпен бөлуі керек.

4. Еріткіш фронтының қозғалыс жылдамдығын анықтауда қамтымасыздандыру.

5. Талданатын ерітінділермен және жылжымалы еріткіштермен

химиялық әрекеттеспеуі қажет.

Жылжымалы фазаның еріткіші ретінде негізінен полярлы заттар, ал кейде олардың қоспалары пайдаланылады. Еріткіштер ретінде спирттерді (метанол, этанол, пропанол, бутанол, аллил сттирті), жай эфирлерді (этил, метил, диоксан және т.б. кетондар: ацетон, метил этилкетон), органикалық қосылыстардың эфирлерін (метил-ацетат, этилацетат),органикалық негіздерді(пиридин, трибутилфосфатты және хлороформды) жиі қолданады.

Қағаз хромотографиялары оларды алу принципі бойынша бір өлшемді және екі өлшемді қосылыстың және қосылмайтын шеңберлі болады.

а және b - эмперикалық константалар

Тұнбаға хромотографияларын формирлеу кезінде элементарлық акттың тұнбаның түзілуі және еруі процесі көптен қайталанып отырады. Тұнбаға түсу хромотографияларында төменгі шекаралардың дәл және зонаның биіктігі бойынша тұнбаның бірқалыпты бөлінуі қарастырады және де зонаның биіктігі бойынша заттарды сандық анықтау үшін тұнбаға түсі хромотографиясы қолданылады.

Типтік тұнбаға түсу хромотографиясы аз еритін қосылыстар түрінде тұнбаға түсетін қағазда заттардың сандық және сапалық талдау, оларды бөлуді жүргізуге мүмкіндік береді.(2 суретке қара). Қағазға тұндырғышты дақтың шектеулі бөлігінен аз көлемде қосады. Сондықтан талданатын иондар толық тұнбаға түспейді (1-лік хромотография). Қағаз жолағының ұшын жылжымалы еріткішке түсіреді. Иондардан түзілген тұнба дұрыс пик түрінде із қалдырады. (2-лік хромотография). Пиктің биіктігі анықталған ионның концентрациясы және ион тұндырғыш қағаздағы көлемге байланысты. Қағаздағы тұндырғыштың көлемі неғұрлым аз және анықталатын ионның концентрациясы жоғары болса пиктің ұзындығы да көп болады. Желатинмен сіңірілген қағазда дақтың бояуы интенсивті түрде және шекаралары да анық болып табылады.

Кейбір жағдайларда бастапқы участоктарды көрсетілген пиктердің хромотограммалары түзіледі. Пиктің шынын экстраполяция мен табады, яғни белгіленген пиктердің қиылысуы жалғасу жолымен анықталады.

Металл иондары және аниондарын сандық анықтау тұнба түсу хромотограммадағы зонаның биіктігі мен ондағы заттардың концентрациясына байланысты пайдаланып жүргізеді. Алғаш стандарттың ерітінділердің серияларынан тұнбалы хромотограммалар алады, зонаның биікігін өлшеп, градуирленген графикті мына координатада тұрғызады : зонаның биіктігі ион затының концентрациясы. Ең кеңінен таралған хромотограмма әдісі /2 сурет/. Тұнбаға түсу хромотографияны сандық анықтауда мына координаталарда тұрғызылған калибрленген график бойынша жүргізеді : Келтірілген биіктік ерітіндідегі заттың концентрациясы.

Келтірілген биіктік- (һ¹)-деп пиктің биіктігінің бастапқы дақтың диаметріне қатынасын айтады.

Бұл жағдайда дақтың қағазға капилярмен тамызылғаны ескертеді. Хромотограмманы алу үшін V-500-1000 см³ шыны цилиндр пайдаланады. Ол цилиндрге ені 5-6 см ал ұзындығы 20-25 см қағаз жолақтарымен қатырылған және оның қақпағы бар. Жолақтың төменгі бөлігінен 2-3 см арақашықтықта қарындашпен «старт сызығы» жүргізілген. Горизонталь орналасқан қағазға перпендикуляр орналасқан капилярдың көмегімен старттың сызық арқылы 1,5-2 см анықталатын ерітінді және әртүрлі концентрациядағы стандарттың ерітінділерін тамызады. Тамшының көлемі аз болған сайын оның хромотограммасы да аса дәлдікпен шығады. Кейін қағазды кептіріп, оны ақырын еріткіші бар цилиндрге (камераға) салады. Қағаз жолағының ұшы еріткішке 0,5-1,0 см түсіріліп тұрады.

Қағаз жолағы бар камераның қақпағын мықтап жабады. Себебі цилиндрдегі атмосфера еріткіштің буымен қанығуы қажет.

Еріткішке фронмты қағаз жолағының жоғарғы жағына көтерілгенде, оны шығарып белгілеп,аса сақтықпен абайлап алып кептіреді. Қағаз жолағын кептіргеннен соң түзілген дақтардың бояуын көреміз.

№ 22 зертханалық жұмыс