Лекция Хроматография грек тілінен аударғанда түс, бояу дегенді білдіреді
Лекция 4. Ионообменная хроматография
жүктеу/скачать 103,12 Kb.
|
| Лекция 4.
Ионообменная хроматография основана на обменной сорбции. При пропускании раствора, содержащего электролиты, через сорбент, называемый ионообменником, происходит обратимый обмен ионов, находящихся в растворе, на ионы, входящие в состав ионообменника. Разделение ионов связано с различной способностью к обмену ионов раствора, который проходит через сорбент. Ионообменники представляют собой высокомолекулярные полиэлектролиты различного состава и строения; они подразделяются на катионо- и анионообменники, т. е. сорбенты, которые способны к обмену катионов и анионов соответственно. Ионообменники могут быть неорганического и органического происхождения, а также природными и синтетическими веществами. Природными неорганическими сорбентами являются алюмосиликаты кальция и магния, минералы группы каолинита с общей формулой Al O * nSiO * mH O и др. К синтетическим неорганическим ионообменникам относятся вещества также на основе алюмосиликатов. Их состав - Al O * nSiO * mNa O * pH O. Многие природные вещества обладают ионообменными свойствами (например, органическая составная часть почв, торф, бурый уголь).
Однако лучшими являются синтетические органические ионообменники – смолы, которые отвечают следующим основным требованиям: обладают высокой ионообменной емкостью, химической устойчивостью, механической прочностью. Они нерастворимы в воде и органических растворителях. По структуре – это высокомолекулярная пространственная сетка углеводородных цепей, в которой закреплены ионогенные группы кислотного или основного характера. Ионообменная хроматография основана на эквивалентном обратимом обмене ионами, содержащимися в жидкой подвижной фазе (растворе) с ионами твердых сорбентов неподвижной фазы. Сорбенты, содержащие ионогенные группы, способные к обмену, называют ионитами. Хроматограмма образуется вследствие неодинаковой способности к обмену у различных ионов исследуемого раствора. Этот вид хроматографии используют для фронтального, вытеснительного и элюэнтного методов анализа. По знаку заряда обменивающихся ионов иониты подразделяют на катиониты и аниониты; амфолиты, т.е. иониты, обменивающие как катионы, так и анионы. Каждый ионит состоит из нерастворимого полимерного каркаса, связанного валентными силами и несущего положительный или отрицательный заряд на ионогенных группах, компенсируемый зарядами противоионов, вследствие чего ионит остается электронейтральным. В первом приближении ионообменное равновесие может быть описано законом действующих масс. Для уравнения реакции обмена на катионите двух однозарядных ионов (R-матрица ионита). R A + B+ RB + A+ [RB]*[A+]/[RA]*[B+] = KA,B , или [RB]/[RA] = KA,B*[B+]/[A+]. Е сли ионы, находящиеся в твердой фазе, обозначить через А+ и В+, то B ]/[ A] = KA,B*[B+]/[A+] К А,В – константа ионного обмена, [B+] и [A+] концентрации А+ и В+ в жидкой фазе; [B+] и [ A+] – концентрации ионов в твердой фазе. При этом возможны 3 случая ионного обмена: 1) КА,В >1, ион раствора имеет меньшее сродство к иониту, чем ион ионита и обмен будет незначительным; 2) КА,В<1 ион имеет большее сродство к иониту, чем ион первоначально связанный с ионитом и обмен в растворе будет происходить достаточно полно; 3) КА,В =1, сродство ионов А+ и В+ к иониту одинаково. Д ля реакции обмена на катионите двухзарядного катиона на однозарядный ионит 2RA + B2+ R2B + 2A+ [ B2+]/[A+]2 =KA,B*[B2+]/[A+]2 Константа обмена позволяет количественно характеризовать равновесие ионного обмена. Первыми ионообменными материалами были неорганические: пермутит (mNa2O nAl2O3 pSiO2 xH2O), хроматографирующий (Al2O3) mAlO2Na. Хроматографирующий оксид алюминия – белое вещество. Если через колонку, наполненную Al2O3, пропускать фиолетовый раствор смеси нитратов меди и кобальта, то в верхней части колонки появится голубая зона Сu2+, ниже – розовая Со2+ и еще ниже – бесцветная зона обменного Na+, вытесненного ими из ионообменника. При дальнейшем фильтровании раствора окрашенные зоны постепенно увеличиваются и занимают всю колонку. Наконец, если продолжать пропускание смеси, то первой пройдет в фильтрат соль Na, а затем потечет фильтрат розового цвета, содержащий соль Со, но несодержащий ион Сu. 1-голубая зона меди(II); 2-розовая зона Со(II); 3-бесцветная зона Na. В качестве ионитов применяют ионообменные синтетические полимерные смолы. Ионообменную хроматографию применяют в количественном анализе для разделения смесей ионов. жүктеу/скачать 103,12 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|