Лако-красочные материалы — производство

Хроматограмма, регистрируемая самописцем хроматографа, от­ражает зависимость сигнала детектора от времени пропускания элюента или от его объема. На рис. III.30 показаны зависимо­сти сигналов дифференциального и интегрального детекторов, т. е. дифференциальная и интегральная хроматограммы. Ли­ния 1 хроматограммы (нулевая линия) отвечает выходу из ко­лонки чистого газа-носителя (в газовой хроматографии). Пик2 Указывает на присутствие в пробе слабосорбирующейся приме­си. Пики 3 и 4 соответствуют компонентам анализируемой сме­си. Пик ограничен фронтом и тылом. По линии фронта наблю­дается возрастание концентрации вещества со временем до мак­симального значения, а по линии тыла она со временем уменьшается.

Основными параметрами хроматографического пика являют­ся его высота и ширина. За высоту пика H принимают расстоя­ние от нулевой линии до максимума пика (или до точки пересе­чения касательных к линиям тыла и фронта пика h‘). Ширина пика р определяется как расстояние между тылом и фронтом на половине его высоты (иногда указывают ширину пика на высоте, например 0,75 h, 0,9 h). Отношение ширины к высоте пи­ка характеризует степень его размывания. По ширине и высоте пика рассчитывают количество вещества, прошедшее через хро — матографическую колонку.

Основными хроматографическими характеристиками, с по­мощью которых можно сделать заключение о качестве разделе­ния компонентов смеси, ЯВЛЯЮТСЯ время удерживания Туд и объем удерживания VyA.

Время удерживания — вре — ———————————————- .

Мя от момента ввода пробы до момента регистрации максимума пика на хрома — тограмме. Объем удержива­ния— объем элюента (га — за-носителя), прошедший через хроматографическую

Рис. III.30. Дифференциальная (а) и интегральная (б) хромато­граммы
Колонку за время удерживания. В соответствии с определе­ниями

— СОТуд (III.165)

Этим величинам соответствует расстояние удерживания I (см. рис. III.30). Время удерживания можно выразить как отноше­ние длины колонки L к линейной скорости движения вещества:

Т ул = Ь/и (III.166)

Для двух разделяемых компонентов 1 н 2 количественными характеристиками разделения могут служить отношение времен удерживания

Туді/Туд2 = «2/"1 И Туді/Тудя = Vym/Vya2 (III.167)

Или их разность:

Лту„=ЛКуД/(о (III.168)

При условии линейности изотермы время удерживания про­порционально константе Генри. Учитывая уравнение (III.164), получим:

Туд і/туд г = Кщ/Кг-г и Лтуд — ЛАГр (II 1.169)

Из уравнений (III. 169) следует, что отношение времен удер­живания определяет константу разделения, а разность времен удерживания характеризует степень разделения с учетом мно­гократных актов сорбции-десорбции вдоль неподвижной фазы. Чем больше длина колонки L, тем дальше друг от друга нахо­дятся зоны компонентов, т. е. тем лучше их разделение.

Эффективность разделения определяется отношением рас­стояния между максимумами хроматографических пиков к сум­ме ширин пиков (см. рис. III.30):

Р=д//(ці+ц2> (III.170)

Рассмотренные элементы теории хроматографии являются общими для всех видов хроматографии, указанных выше.

На эффективность разделения компонентов в хроматогра- фическом процессе влияет очень много факторов. Сорбент (твер­дый или жидкий) должен обладать определенной селективно­стью. Элюент должен быть инертным по отношению к компо­нентам и сорбенту, обладать малой вязкостью, обеспечивать вы­сокую чувствительность детектора. При хроматографировании растворов часто применяют комплексообразующие вещества, которые способствуют разделению компонентов (разное вымы­вание компонентов с сорбента — изменяются константы Генри), Уменьшение скорости элюировання приближает процесс к рав­новесному и улучшает разделение компонентов. Если с увеличе — Ниєм длины колонки растет степень разделения, то увеличение ее диаметра приводит, как правило, к ухудшению разделения вследствие конвекционного перемешивания разделяемой смеси.

Эффективность разделения зависит также и от конструктив­ных особенностей колонки, размеров частиц сорбента и качест­ва их упаковки. Все это в значительной мере определяет число актов сорбции-десорбции, приходящееся на единицу длины ко­лонки (число теоретических тарелок) и степень размывания пиков.

Кроме колоночной хроматографии, широко используемой в разнообразных вариантах, получила распространение и плос­костная хроматография, особенно ее разновидность — бумажная хроматография. Она выполняется на специальной хроматогра — фической бумаге, обладающей изотропностью по всем направле­ниям, равномерной плотностью и толщиной. На такую бумагу можно нанести осадитель нли вещество с ионообменными свой­ствами, и тогда ее можно использовать для осадительной или ионообменной хроматографии. Хроматографическая бумага весь­ма гигроскопична, в ее порах и капиллярах при нормальных условиях удерживается более 20% влаги. Процесс разделения на такой бумаге напоминает распределительную хроматогра­фию, в которой неподвижной фазой является вода. На бумагу наносят разделяемую смесь и один край листа опускают в рас­творитель. Под действием капиллярных сил растворитель дви­жется вдоль листа и захватывает разделяемые вещества, ско­рость переноса которых зависит от их коэффициентов распреде­ления между фазами. Чем больше коэффициент распределения, тем меньше скорость движения [см. уравнение (III.164)]. Ко­личественная оценка процесса ведется с помощью коэффициента Ri, равного отношению скорости движения вещества к скорости движения элюента (растворителя). Коэффициент разделения равен отношению этих коэффициентов для двух веществ и про­порционален обратному отношению коэффициентов распределе­ния (III.164):

(III.171)

Подобным образом проводится количественная оценка эф­фективности разделения компонентов смесей в тонкослойной хроматографии, которая отличается от хроматографии на бума­ге тем, что выполняется на тонких слоях различных адсорбен­тов, наносимых обычно на стеклянные пластинки.