ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Методические указания для студентов
III курса химического факультета (в/о)
Издательско-полиграфический центр
Воронежского государственного университета
2010
Утверждено научно-методическим советом химического факультета 5 марта 2009 г., протокол № 6
Составители: проф. <...> Содержит задачи с решениями
и вопросы по хроматографическим методам анализа. <...> Основное внимание
уделяется описанию выполнения лабораторных работ, посвященных рассмотрению приемов и методов идентификации, качественному и количественному анализу органических веществ методами ТСХ. <...> Практикум предназначен для студентов III курса вечернего отделения химического факультета и составлен в соответствии с программой курса
«Аналитическая химия», читаемого на кафедре аналитической химии Воронежского государственного университета. <...> Эффективность колонки …………10
Влияние параметров колонки на размывание зоны
(Кинетическая теория хроматографии) ……………………………………... <...> 11
Параметры хроматографирования и эффективность разделения
в планарной хроматографии …………………………………………………. <...> Определение концентрации соли никеля
методом осадочной хроматографии на бумаге ……………………………... <...> Разделение и идентификация дикарбоновых кислот методом
тонкослойной хроматографии в водно-органических
подвижных фазах ……………………………………………………………... <...> Качественное и количественное определение
флавоноидов методом ТСХ …………………………………………………... <...> Хроматография основана на различии в скоростях перемещения отдельных компонентов смеси, распределенной в потоке подвижной фазы при
ее движении вдоль слоя неподвижной фазы. <...> Неподвижная фаза (НФ) – твердое или жидкое вещество, подвижная <...>
Хроматографические_методы_анализа.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Методические указания для студентов
III курса химического факультета (в/о)
Издательско-полиграфический центр
Воронежского государственного университета
2010
Стр.1
Содержание
Введение …………………………………………………………………………4
Характеристики хроматографических пиков …………………………………5
Параметры разделения. Селективность колонки ……………………………..8
Теория теоретических тарелок (ТТТ). Эффективность колонки …………10
Влияние параметров колонки на размывание зоны
(Кинетическая теория хроматографии) ……………………………………...11
Параметры хроматографирования и эффективность разделения
в планарной хроматографии ………………………………………………….13
Методы количественного анализа ……………………………………………15
Задачи …………………………………………………………………………..18
Лабораторные работы …………………………………………………………30
Работа 1. Определение аминокислот методом тонкослойной
хроматографии и методом бумажной хроматографии ……………………...30
Работа 2. Определение концентрации соли никеля
методом осадочной хроматографии на бумаге ……………………………...33
Работа 3. Разделение и идентификация дикарбоновых кислот методом
тонкослойной хроматографии в водно-органических
подвижных фазах ……………………………………………………………...36
Работа 4. Определение содержания примесей в препаратах
лекарственных веществ ……………………………………………………….39
Работа 5. Качественное и количественное определение
флавоноидов методом ТСХ …………………………………………………...42
Вопросы ………………………………………………………………………..47
Литература ……………………………………………………………………..49
3
Стр.3
ttt
tR – время пребывания вещества в неподвижной фазе, которое является характеристикой
истинной удерживающей способности и называется исправленным
временем удерживания:
'
tt t
' = − .
R Rm
ляется раньше. На рис. 1 показаны времена tR m t,t,
υ L= ,
(2)
Для несорбируемого компонента смеси пик на хроматограмме появ'
R .
Скорость движения вещества определяется по формуле
t R
определяется по формуле
υ = .
m t m
L
скорости движения вещества к скорости движения растворителя:
R
R υ
=
υm
=
L / t
L / t
m
R
= m
t
t
.
(4)
Коэффициентом удерживания (замедления) называется отношение
(5)
Коэффициент удерживания показывает, какую долю времени вещество
находится в подвижной фазе. Для несорбируемого компонента tR mt= ,
коэффициент удерживания равен 1. R может быть записан в виде
t
R =
t
m R
m
+ '
t
=
1
t
1 t
(tm Rt= ), то R = 0,5.
+ R
m
'
.
(6)
Если время пребывания в подвижной и неподвижной фазах одинаково
'
6
(3)
где L – длина колонки.
Скорость движения растворителя и несорбируемого компонента
Rm R
= + ,
'
(1)
Стр.6
Для характеристики удерживания используют также удерживаемый
объем VR – объем подвижной фазы, который нужно пропустить через колонку
с определенной скоростью, чтобы элюировать вещество:
V F t⋅=
R
где F, с
см3
R ,
(7)
– объемная скорость потока (объем, проходимый через колонку
в единицу времени). Объем для вымывания несорбируемого компонента,
мертвый объем:
V F t⋅=
m
V V V−=
R
'
m.
Исправленный удерживаемый объем соответственно равен
R m
.
(8)
(9)
При постоянных условиях хроматографирования (скорость потока,
давление, температура, состав фаз) tR и VR строго воспроизводимы и могут
быть использованы для идентификации веществ.
При регистрации параметров удерживания с использованием самописца
время и объем удерживания можно пересчитывать в расстояние
удерживания ,R
l
исправленное расстояние удерживания '
стояние удерживания m
l , которые можно представить как
д л R
t
lR
lR
где
д. .л
'
=
=
. .
. .
t
'
д л R
lm = д л m ,
. .
t
мый объем:
== =
R tV F
tV F
mm m
R RR
/
/
V
V
.
(13)
Распределение вещества между двумя фазами можно характеризовать
также коэффициентом распределения и коэффициентом емкости. Коэффициент
распределения равен отношению равновесных концентраций веществ
в неподвижной (CS) и подвижной (Cm) фазах:
C
D С=
7
m
s
.
(14)
lR , мертвое рас(10)
(11)
(12)
–
скорость диаграммной ленты.
Коэффициент удерживания R может быть выражен через удерживаеυ
υ
υ
υ
Стр.7
Подставляя в формулу (6) выражение
t
t
m
'
R =
V
C V D V
C V
m m
s s
=
m
s
, вытекающее
из условия равенства отношения времен пребывания вещества в подвижной
и неподвижной фазах отношению количеств вещества в фазах, sV –
объем сорбента, получим с учетом выражения (13):
1
R
Отсюда
.
Величина
(16)
называется коэффициентом емкости k. Она показывает, насколько сильно
вещество удерживается сорбентом. Чем выше k, тем большее время данный
компонент находится в неподвижной фазе. Из формулы (15) следует соотношение,
связывающее исправленный удерживаемый объем и коэффициент
распределения
VV V DV=− =
'
R Rm S
тографии.
Параметры разделения. Селективность колонки
Размывание пика характеризуется шириной пика у основания w или
полушириной пика 1/2w – шириной пика на половине высоты пика (рис. 3).
К параметрам разделения веществ относят степень и коэффициент
разделения.
Степень разделения количественно характеризует разделение двух
пиков на хроматограмме и рассчитывается по формуле
21 21
R tt tt
ww w w
s== =++w( 2.1) w(2)1/ 2
1/ 2
RR R R−− ΔtR
+
(1) (2)
(1)1/2
(2)1/2
(18)
.
(17)
Уравнения (15), (16), (17) называют основными уравнениями хрома(15)
==
+
1
s
m
D
V V
V
Vm .
R
8
Стр.8