Относительного перемещения фаз

В зависимости от способа относительного перемещения фаз различают четыре варианта хроматографии: проявительная (элюентная) хроматография, фронтальная, вытеснительная и комбинированная. Эти варианты рассмотрены применительно к колоночной хроматографии, т.е. к тем случаям, когда неподвижная фаза находится в трубке (колонке), а подвижная, содержащая анализируемую смесь, движется в этой трубке в виде потока жидкости или газа.

Проявительная хроматография

Заполненную сорбентом колонку промывают чистой жидкой или газообразной неподвижной фазой Е (рис. 2).

Рис. 2. Схема образования зон и распределения концентрации в зонах в проявительном методе

Не прекращая потока подвижной фазы, в верхнюю часть колонки вводят порцию жидкой или газообразной анализируемой смеси, состоящей, например, из веществ А или В. Попав на слой сорбента, эти вещества сорбируются и начинают перемещаться вдоль слоя сорбента в направлении движения потока подвижной фазы (рис. 2 а) Если введенные в колонку вещества обладают различным сродством к выбранному сорбенту, то скорость перемещения каждого компонента вдоль слоя сорбента окажется различной. Вследствие этого, та зона, занятая на сорбенте слабее сорбирующимся веществом, например, веществом А, передвигается вдоль слоя сорбента быстрее зоны вещества В и постепенно уходит вперед (рис. 2 б,в). Если длина колонки достаточна, то зона вещества А оторвется от зоны вещества В и будет вымыта из колонки первой (рис. 2 г). Порядок изменения состава смеси на выходе из колонки примерно следующий (рис. 2 д).

Сначала из колонки выходит подвижная фаза Е в чистом виде. Затем в потоке подвижной фазы появляется вещество А, концентрация которого возрастает, достигает максимума, а затем падает до нуля. Далее из колонки снова вымывается чистый растворитель и, наконец, появляется вещество В. Если каким-то образом зафиксировать ход изменения концентрации вымываемых из колонки веществ, получится кривая, аналогичная кривой (рис. 2 д). Такую кривую принято называть хроматограммой, а каждую часть кривой, относящуюся к изменению концентрации данного вещества – хроматографическим пиком. Очевидно, что если разделение смеси достигнуто, то число хроматографических пиков на хроматограмме должно соответствовать числу компонентов анализируемой смеси.

Проявительный метод - один из наиболее распространенных из всех вариантов хроматографии. Существенным его достоинством является возможность практически полного разделения смеси на компоненты. Недостаток же состоит в значительном разбавлении компонентов смеси веществом подвижной фазы, что существенно снижает исходную концентрацию веществ на выходе из колонки.

Фронтальная хроматография

Заполненную сорбентом колонку промывают тем растворителем (жидкостью или газом), в котором растворены анализируемые вещества А и В, причем вещество А имеет более слабое сродство к выбранному сорбенту, чем В. Анализируемую смесь непрерывно пропускают через слой сорбента. Поступающие в верхний слой сорбента вещества А и В постепенно вытесняют находившийся в колонке растворитель, причем фронт движущейся смеси состоит из менее сорбирующегося вещества А, а затем движется исходная смесь. Таким образом, сначала вся масса сорбента насыщается менее сорбирующимся веществом А, а затем и веществом В. Хроматограмма в этом случае имеет ступенчатый характер. Вначале на выходе из колонки фиксируется чистый растворитель, затем концентрация вещества А в растворителе резко возрастает, достигает предельной величины и остается без изменений до появления вещества В. После этого состав раствора на выходе из колонки со­ответствует составу исходной смеси. В случае более сложной смеси её исходная концентрация достигается после насыщения сорбента всеми компонентами. Таким образом, число ступеней на хроматограмме фронтального анализа должно соответствовать числу компонентов анализируемой смеси.

В отличие от проявительного метода фронтальный метод позволяет выделить из смеси в чистом виде лишь одно, наиболее слабо сорбирующееся вещество. Поэтому для аналитического разделения смеси веществ он не применяется. Однако в ряде специальных случаев, например, при необходимости выделения одного компонента в чистом виде, концентрирования примесей, а также для определения некоторых физико-химических характеристик одного компонента фронтальный метод может применяться.