Реферати українською » Химия » Розвиток хроматографії


Реферат Розвиток хроматографії

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Зміст

1. Запровадження.

2. Виникнення та розвитку хроматографії.

3. Класифікаціяхроматографических методів.

4.Хроматография на твердої нерухомій фазі:

а) газова (>газо-адсорбционная) хроматографія;

б) рідинна (>жидкостно-адсорбционная) хроматографія.

5.Хроматография на рідкої нерухомій фазі:

а)газо-жидкостная хроматографія;

б)гель-хроматография.

6. Укладання.


Як промені спектра, в стовпчику вуглекислого кальцію закономірно розподіляються різні компоненти суміші пігментів, дає можливість свого якісного і кількісного визначення. Одержуваний в такий спосіб препарат я називаюхроматограммой, а запропоновану методику – хроматографічної.

М. З. Колір, 1906 р.

Запровадження

З необхідністю поділу праці й аналізу суміші речовин вони зіштовхуються як хіміку, а й багатьох інших фахівцям.

У потужному арсеналі хімічних і фізико-хімічних методів поділу, аналізу, дослідження структури та властивостей індивідуальних хімічних сполук та його складних сумішей одне з чільних місць займає хроматографія.

>Хроматография – це фізико-хімічний метод поділу праці й аналізу сумішей газів, парів, рідин чи розчинених речовин та засобами визначення фізико-хімічних властивостей індивідуальних речовин, заснований на розподілі поділюваних компонентів сумішей між двома фазами: рухомий і нерухомій. Речовини, складові нерухому фазу, називаються сорбентами.Неподвижная фаза то, можливо твердою і рідкої. Рухлива фаза – це потік рідини чи газу,фильтрующийся через шар сорбенту. Рухлива фаза виконує функції розчинника і носія аналізованої суміші речовин, перекладеної в газоподібне чи ліквідність.

Розрізняють два виду сорбції: адсорбцію – поглинання речовин твердої поверхнею й абсорбцію – розчинення газів і рідин в рідких розчинниках.


2. Виникнення та розвитку хроматографії

Виникнення хроматографії як наукового методу пов'язаний з ім'ям видатного російського вченого Михайла Семеновича Кольори (1872 - 1919), що у 1903 р. відкрив хроматографію під час досліджень механізму перетворення сонячної енергії в рослинних пігментах. Це рік і треба вважати датою створення хроматографічного методу.

М.С. Колір пропускав розчин аналізованих речовин і рухомий фази через стовп адсорбенту, що у скляній трубці. У зв'язку з цим його метод отримав назвуколоночной хроматографії. У 1938 р. Н.А. Ізмайлов і М.С.Шрайбер запропонували видозмінити метод Кольори і проводити поділ суміші речовин на платівці, покритою тонким шаром адсорбенту. Так виниклатонкослойная хроматографія, що дозволяє проводити аналіз змикроколичеством речовини.

У 1947 р.Т.Б. Гапон, О.Н. Гапон іФ.М. Шемякін вперше що йогохроматографическое поділ суміші іонів в розчині, пояснивши його наявністю обмінній реакції між іонами сорбенту і іонами, які у розчині. І так було відкрито ще один певний напрямок хроматографії –ионообменная хроматографія. Ниніионообменная хроматографія одна із найважливіших напрямів хроматографічного методу.

О.Н. іГ.Б. Гапон в 1948 р. що його висловлену ще М.С. Кольором ідею про можливість хроматографічного поділу суміші речовин з урахуванням розбіжності у розчинностітруднорастворимих опадів. З'явилася осадова хроматографія.

У 1957 р. М.Голей запропонував наносити сорбент на внутрішні стінки капілярної трубки – капілярна хроматографія. Цього варіанта дозволяє аналізуватимикроколичества багатокомпонентних сумішей.

У 60-ті роки з'явилася можливість синтезувати якионогенние, і незаряджені гелі, які мають суворо певними розмірами пір. Це дозволило б розробити варіант хроматографії, сутність якого у поділі суміші речовин з урахуванням розрізнення їх здібності проникати у гель –гель-хроматография. Цей метод дозволяє розділяти суміші речовин, які мають різної молекулярної масою.

Нині хроматографія отримала істотне розвиток. Сьогодні різноманітні методи хроматографії, особливо у сполученні з іншими фізичними і фізико-хімічними методами, допомагають науковців і інженерам вирішувати найрізноманітніші, часто дуже складні завдання у наукові дослідження і технічні.


3. Класифікаціяхроматографических методів

Розмаїття видозмін і варіантів методу хроматографії потребує їхнього систематизації чи класифікації.

У основу класифікації можна покласти різні ознаки, саме:

1. агрегатний стан фаз;

2. механізм поділу;

3. спосіб проведення процесу;

4. мета проведення процесу.

Класифікація по агрегатному стану фаз:

газова (рухлива фаза - газ),газожидкостная (рухлива фаза – газ, нерухома фаза - рідина), рідинна (рухлива фаза - рідина) хроматографія.

Класифікація за механізмом поділу.

>Адсорбционная хроматографія полягає в виборчої адсорбції (поглинанні) окремих компонентів аналізованої суміші відповідними адсорбентами.Адсорбционная хроматографія підрозділяється на рідинну (>жидкостно-адсорбционная хроматографія) і газову (>газо-адсорбционная хроматографія).

>Ионообменная хроматографія полягає в використанні іонообмінних процесів, що відбуваються між рухливими іонами адсорбенту і іонами електроліту при пропущенні розчину аналізованого речовини через колонку, заповненуионообменним речовиною (>ионитом).Ионити є нерозчинні неорганічні і органічні високомолекулярні сполуки. Якионитов застосовують глинозем,пермутит,сульфоуголь й різноманітні синтетичні органічніионообменние речовини –ионообменние смоли.

>Осадочная хроматографія полягає в різної розчинності опадів, утворених компонентами аналізованої суміші зі спеціальними реактивами. Наприклад, при пропущенні розчину суміші солейНg (II) іPb через колонку з носієм, попередньо просякнутим розчиномKI, утворюються 2 забарвлених шару: верхній, забарвлений в оранжево-червоний колір (>HgI2), і нижній, забарвлений до жовтої колір (>PbI2).

Класифікація за способом проведення процесу.

>Колоночная хроматографія - вид хроматографії, у якій як носія для нерухомого розчинника використовують колонку.

Паперова хроматографія – вид хроматографії, у якій як носія для нерухомого розчинника замість колонки використовують смужки чи листи фільтрувальної папери, не що містить мінеральних домішок. І тут краплю випробуваного розчину, наприклад суміш розчинів солей Fe (III) і Co (II), завдають на край смужки папери. Папір підвішують у зачиненій камері (мал.1), опустивши її край із нанесеною нею краплею випробуваного розчину у судину із жвавим розчинником, приміром, ізн-бутиловим спиртом. Рухомий розчинник, переміщуючись по папері, змочує її. У цьому кожне що міститься в аналізованої суміші речовина із властивою йому швидкістю переміщається у тому напрямі, як і розчинник. Після закінчення поділу іонів папір висушують і далі обприскують реактивом, у разі розчином K4[>Fe(CN)6], який утворює забарвлені з'єднання з поділюваними речовинами (синє – з іонами заліза, зелене – з іонами кобальту).Образующиеся у своїй зони як забарвлених плям дозволяють встановити наявність окремих компонентів.

Паперова хроматографія разом із застосуванням органічних реактивів дозволяє провести якісний аналіз складних сумішей катионів і аніонів. На однієїхроматограмме з допомогою одного реактиву можна знайти ряд речовин, оскільки кожному за речовини характерно як відповідне забарвлення, а й певне місце локалізації нахроматограмме.

>Тонкослойная хроматографія – вид хроматографії зі свого механізму поділу аналогічний паперової хроматографії. Різниця з-поміж них у тому, що замість паперу поділ проводять на платівках, покритих тонким шаром сорбенту, виготовленого з порошкоподібної окису алюмінію, целюлози, цеолітів,силикагеля,кизельгура тощо. і який утримує нерухомий розчинник. Основне гідністьтонкослойной хроматографії залежить від нескладності апаратури, простоті і великий швидкості експерименту, достатньої чіткості поділу суміші речовин й у можливості аналізуультрамикроколичеств речовини.

Класифікація по мети проведення хроматографічного процесу.

Найбільше значення хроматографія має як засіб якісного і кількісного аналізу сумішей речовин (аналітична хроматографія).

>Препаративная хроматографія – вид хроматографії, у якому поділ суміші речовин виробляється у препаративних цілях, тобто. щоб одержати більш-менш значних кількостей речовин, у чистому, вільному від домішок вигляді. Завданням препаративній хроматографії може статися концентрування і наступне виділення з суміші речовин, які у виглядімикропримесей до основного речовини.

>Неаналитическая хроматографія – вид хроматографії, що використовується як методу наукового дослідження. Її застосовують на дослідження властивостей систем, наприклад розчинів, кінетики хімічних процесів, властивостей каталізаторів і адсорбентів.

Отже, хроматографія універсальний методом аналізу сумішей речовин, отримання речовин, у чистому вигляді, і навіть методом дослідження властивостей систем.


4.Хроматография на твердої нерухомій фазі

 

>а)Газовая (>газо-адсорбционная) хроматографія

Газова хроматографія –хроматографический метод, у якому рухомий фазою є газ. Газова хроматографія отримала найбільше застосування поділу, аналізу та дослідження речовин та його сумішей, перехідних без розкладання впарообразное стан.

Однією з варіантів газової хроматографії єгазо-адсорбционная хроматографія – це метод, у якому нерухомій фазою є твердийадсорбент.

У газової хроматографії як рухомий фази (>газа-носителя) використовується інертний газ: гелій, азот, аргон, значно рідше водень і вуглекислий газ. Інодігазом-носителем служать парилегколетучих рідин.

>Газохроматографический процес зазвичай ввозяться спеціальних приладах, званих газовимихроматографами (рис.3). У кожному є система подачі потокугаза-носителя, система підготовки й введення досліджуваної суміші,хроматографическая колонка і системи регулювання її температури,анализирующая система (детектор) і системи реєстрації результатів поділу праці й аналізу (реєстратор).

Важливе значення вгазо-адсорбционной хроматографії має температура. Її роль передусім залежить від зміні сорбційної рівноваги у системі газ - тверде тіло. Від правильного добору температури колонки залежить, і рівень поділу компонентів суміші, і ефективність колонки, і загальна швидкість аналізу. Існує певний температурний інтервал колонки, у якомухроматографический аналіз оптимальний. Зазвичай цей температурний інтервал перебуває у області, близька до температурі кипіння що визначається хімічного сполуки. Коли температури кипіння компонентів суміші принципово різняться між собою, застосовують програмування температури колонки.

Поділ в хроматографічної колонці є важливим, але попередньої операцією всього процесугазохроматографического аналізу. Українці, які з колонки, зазвичай, бінарні суміші (>газ-носитель – компонент) потрапляють удетектирующее пристрій. Тут відбувається перетворення змін концентрацій компонентів у часі в електричний сигнал, реєстрований з допомогою спеціальної системи як кривою, званоїхроматограммой. Результати всього досвіду значною мірою залежить від правильного вибору типу детектора, його конструкції. Є кілька класифікацій детекторів. Розрізняють диференціальні і інтегральні детектори.Дифференциальние детектори реєструють миттєве значення одній з характеристик (концентрації чи потоку) у часі.Интегральние детектори підсумовують кількість речовини за певний проміжок часу. Також застосовують різноманітні за принципом дії, чутливість проблеми та призначенню детектори:термокондуктометрические,ионизационние, спектроскопічні,масс-спектрометрические,кулонометрические і ще.

Застосуваннягазо-адсорбционной хроматографії

>Газо-адсорбционная хроматографія використовують у хімічної та нафтохімічної промисловості для аналізу продуктів хімічного і нафтохімічного синтезу, складу фракцій нафти, визначення чистоти реактивів та змісту ключових продуктів різних стадіях технологічних процесів тощо.

Аналіз постійних газів і легень вуглеводнів, включаючи ізомери, методом газової хроматографії займає 5 – 6 хвилин. Раніше, на традиційнихгазоанализаторах, цей аналіз тривав 5 – 6 годин. Усе це призвела до того, що газова хроматографія стала використовуватися у науково-дослідних інституціях і контрольно-вимірювальних лабораторіях, а й увійшла у системи комплексної автоматизації промислових підприємств.

Сьогодні газова хроматографія застосовується й у пошуку нафтових та газових родовищ, дозволяючи визначати в відібраних з грунтів пробах зміст органічних речовин, вказують на близькість нафтових та газових родовищ.

Газова хроматографія успішно застосовується у криміналістиці, де з її допомогою встановлюють ідентичність зразків плям крові, бензинів, масел, підробку дорогих харчових продуктів т.п. Найчастіше газова хроматографія застосовується визначення змісту спирту за крові водіїв автомобілів. Кілька крапель крові з пальця досить, щоб отримати, скільки, коли який напій він випив.

Газова хроматографія дає змогу отримувати цінну і унікальну інформацію складу запахів продуктів харчування, як-от сир, кави, ікра, коньяк та інших. Іноді інформація, отримуванагазохроматографическим аналізом, нас потребу не тішить. Наприклад, нерідко тримають у харчові продукти можна знайти зайве кількість пестицидів чи фруктовий сік міститьтрихлоретилен, який, усупереч заборонам використовували підвищення ступеня вилучення каротину з фруктів, і т.д. Але що ця інформація захищає здоров'я.

Втім, нерідко трапляється, коли отриманої інформацією просто нехтують. Передусім це стосується куріння. Докладнийгазохроматографический аналіз давно встановив, що дим цигарок та цигарок містить до 250 різних вуглеводнів та його похідних, із яких близько 50 мають канцерогенним дією. Саме тому в курців рак легких є у 10 раз частіше, але досі мільйони людей продовжують отруювати себе, своїх колег П.Лазаренка та родичів.

Газова хроматографія знаходить широке використання у медицині визначення змісту численних лікарських засобів, визначення рівня жирних кислот, холестерину, стероїдів тощо. в організмі хворого. Такі аналізи дають надзвичайно важливу інформацію про стан людини, процесі її хвороби, ефективність використання тих чи інших ліків.

Наукові дослідження, у металургії, мікробіології, біохімії, з розробки засобів захисту рослин i нових лікарських засобів, у створенні нових полімерів, будівельних матеріалів та у багатьох інших найрізноманітніших галузях практичної діяльності неможливо уявити що такої потужного аналітичного методу, як газова хроматографія.

Газова хроматографія успішно використовується визначення зміступолициклических ароматичних сполук, небезпечні здоров'я, у воді й повітря, рівня бензину на повітрі приміщень автозаправних станцій, складу вихлопних газів автомобілів повітря тощо.

Цей метод широко використовують як одна з основних методів контролю чистоти довкілля.

Газова хроматографія має важливе місце у нашому житті, забезпечуючи нас колосальним обсягом інформації. У народному господарство і з науково-дослідницькою організаціях використовується понад 20 тис. найрізноманітніших газовиххроматографов, що є незамінними помічниками під час вирішення багатьох складних завдань, щодня виникаючих перед дослідниками і інженерами.

 

>б)Жидкостная (>жидкостно-адсорбционная) хроматографія

>Жидкостная хроматографія є групою варіантів хроматографії, у яких рухомий фазою є рідина.

Однією з варіантів рідинної хроматографії єжидкостно-адсорбционная хроматографія – це метод, у якому нерухомій фазою є твердийадсорбент.

Хоча рідинна хроматографія було відкрито раніше газової, вона лише у другій половині сучасності ввійшла у смугу виключно інтенсивному розвиткові. Нині за рівнем розробки теорії хроматографічного процесу техніки інструментального оформлення, за паливною ефективністю і швидкості поділу вона навряд чи поступається методугазохроматографического поділу. Однак з цих двох основних видів хроматографії має власну переважну сферу застосування. Якщо газова хроматографія придатна головним чином заради аналізу, поділу праці й дослідження хімічних речовин з молекулярної масою 500 – 600, то рідинна хроматографія можна використовувати для речовин з молекулярної масою від кількох основних сотень за кілька мільйонів, включаючи гранично складні макромолекули полімерів, білків і нуклеїнових кислот. Разом про те протиставлення різниххроматографических методів за своєю сутністю позбавлене здоровим глуздом, оскільки хроматографічні методи вдало доповнюють одне одного, і до самої завданню конкретного дослідження треба підходити інакше, саме, якийхроматографический метод дозволяє розв'язати цю проблему ще швидше, інформативністю і з меншими витратами.

Як і газової хроматографії, у сучасній рідинної хроматографії застосовують детектори, дозволяють безупинно фіксувати концентрацію що визначається речовини серед рідини, що з колонки.

Єдиного універсального

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація