143
4. ХРОМАТОГРАФИЯЛЫҚ ТАЛДАУ ӘДІСТЕРІ
4.1. Заттың адсорбциясы – хроматографияның негізі
Хроматографиялық талдау әдісін 1903 жылы орыс ботанигі
М.С. Цвет ашқан. Ол бірінші жұмыстарында өсімдіктердің
біртекті жасыл пигменті – хлорофилл
шын мәнінде бірнеше
заттардан тұратындығын көрсеткен. Бор ұнтағымен толты-
рылған колонка арқылы жасыл жапырақтың экстрактын өткізіп,
петролейнді эфирмен жуғанда, ол бірнеше боялған аймақтар
алды, бұл экстрактың құрамында
бірнеше зат бар екенін анық
көрсетеді. Кейін мұны басқа зерттеушілер де дәлелдеді. Ол түссіз
заттарды да бөлу мүмкіндігін көрсете отырып, бұл әдісті
хроматография (грекше
хроматос –
түс) деп атады. М.С. Цветтің
жұмыстары көп уақыт ұмыт болып, оларға назар аударылмады,
себебі бұл сол кездегі беделді адамдардың Цвет жұмыстарына
теріс баға беруіне байланысты болды.
Қыздыру кезінде
ыдырайтын заттарды тазалау мен қоспалардан бөлудің жаңа
әдістеріне шұғыл қажеттілік пайда болған кезде ХХ ғасырдың 30-
жылдары хроматографиялық әдістердің дамуы басталды.
Хроматография қазіргі кезде кеңінен дамып келеді және
талдаудың бірден-бір тиімді әдісі болып табылады. Хроматогра-
фияның маңыздылығын хроматографиялық әдістер қолданылған
14 жұмысқа Нобель сыйлығы берілгені туралы дерек айтып тұр.
Сорбенттің жылжымайтын фазасында жылжымалы фаза
ағынында заттардың десорбция және сорбция актілерінің
қайта-
ланып отыруына негізделген үрдіс ретінде хроматографияны
анықтауға болады.
Сорбция
(латыншадан – sorbeo – жұтамын) деп қатты немесе
сұйық заттармен газ тәрізді немесе еріген заттардың сіңірілуін
айтады, қарама-қарсы үрдіс
десорбция
деп аталады. Сорбцияны
адсорбция
– сұйық немесе қатты адсорбент бетімен (адсорбат)
заттың сіңірілуі және
абсорбция
– абсорбент бетімен (абсорбат)
заттың сіңірілуі деп бөледі.
Химиялық қосылыстар түзетін сорбентпен заттың жұтылуын
хемосорбция
деп атайды.
144
Жылжымалы фазадағы зат үздіксіз сорбенттің жаңа қатысу-
шыларымен
әрекеттесіп, жарым-жартылай сорбцияланады, ал
сорбцияланған зат жылжымалы фазадағы заттардың жаңа үлесі-
мен контактіге түсіп, жарым-жартылай десорбцияланады.
Тұрақты температура кезінде ерітіндінің концентрациясы
мен қысымы артқанда, адсорбция артады. Тұрақты температура-
дағы сіңірілген заттың мөлшері мен ерітіндінің концентрациясы
немесе қысымы тәуелділігі
адсорбция изотермасы
деп аталады.
Адсорбцияның әдеттегі изотермасы
4.1-cуретте
берілген. Бұл
тәуелділікті математикалық түрде
Ленгмюр теңдеуі арқылы
өрнектейді:
𝑛 = 𝑛
∞
𝑏𝑐
1+𝑏𝑐
,
(4.1)
мұндағы
n
– тепе-теңдік кезінде адсорбцияланған заттың
мөлшері;
n
∞
– берілген адсорбентте адсорбцияланатын заттың
максималды мөлшері;
b
– тұрақты;
с
– концентрация.
Ленгмюр бойынша катты дене-
нің бетінде барлық бет бойынша
белгілі
бір интервалда орналасқан
минималды энергиясы бар орын-
ның кейбір саны болады. Олардың
саны
n
∞
-ге тең. Бұл орындарға газ-
дың немесе ерітіндінің молекулала-
ры адсорбциялануы мүмкін. Аз
концентрация
аймағында изотерма
сызықты болады. Шынында,
bc
<< 1
болғанда, бөлгіш (4.1) бірге тең
және (4.1) теңдеуі:
𝑛 = 𝑛
∞
𝑏𝑐 =
Гс
(4.2)
түріне келеді.
Бұл теңдеу – адсорбция қисығының теңдеуі. Ол Генри тең-
деуіне сәйкес келеді (Г – Генри коэффициенті). Сызықты
адсорбция аймағын кейде
Генри аймағ
ы деп атайды.
Жоғары
концентрация кезінде
bc
>> 1 және (4.2) теңдеу мына түрде
Достарыңызбен бөлісу: