Kromatograafia paberil (PC). Jaotuskromatograafia. paberkromatograafia (paberikromatograafia) Paberkromatogrammi sabade hävitamise meetodid

Rahvusvaheline festival "Uue aja tähed" - 2013

Loodusteadused (14-17-aastased)

õpilaste projekt

Kromatograafia

Teostas: 7. klassi õpilane

Blokhin Tatjana

Kontrollis: keemiaõpetaja

Volhovi rajooni keemiaklubi

MOBU "Volhovskaja keskkool nr 1"

Volhov

1. Sissejuhatus……………………………………………………..p3

2. Eesmärk, meetodid, projekti küsimused……………………………p4

3. ja kromatograafia avastamine. ……………………..p5

4. Kromatograafia. Kromatograafia meetodid ………………… lk 8

5. Katseosa…………………………………..lk 13

6. Kromatograafia rakendamine……………………………….lk.

7. Kirjandus………………………………………………… lk.

Sihtmärk: Uurida ühe enimkasutatava keemilise analüüsi meetodi - kromatograafia - olemust, viia läbi katseid, mida saab läbi viia koolitingimustes.

Projekti probleemsed küsimused:

· Mis on kromatograafia?

Milliseid kromatograafia tüüpe on olemas?

Millist neist saab koolis kasutada?

Milliseid aineid saab segust kromatograafia abil eraldada?

Kas on võimalik tuvastada aineid, millel pole värvi?

· Millised olemasolevatest kromatograafilistest meetoditest on arenenumad?

Projekti etapid

1. Info kogumine projekti teema kohta

2. Eksperimendi läbiviimine

3. Referaatide koostamine ja esitluse koostamine

1. Sissejuhatus

Kromatograafia on üks levinumaid keemilise analüüsi meetodeid kõigis maailma laborites. Meetodi looja - - olles botaanik, on just meetodi loomise pärast nimetatud kõigi aegade ja rahvaste saja suurima keemiku hulka.

Bioloogiline keemia" href="/text/category/biologicheskaya_hiimya/" rel="bookmark">taimede biokeemik. Loonud hramatagrograafilise meetodi. Uurinud taimede lehtede pigmente, saanud puhtaid klorofülle a, b ja c ning mitmeid ksantofülli isomeere. Värvi on laialdaselt kasutatud ja tunnustatud alates 1930. aastate algusest erinevate pigmentide, vitamiinide, ensüümide, hormoonide ja muude orgaaniliste ja anorgaaniliste ühendite eraldamisel ja identifitseerimisel ning see oli aluseks mitmete uute analüütilise keemia (gaasikromatograafia) valdkondade loomisele. vedelikkromatograafia, õhekihikromatograafia).

Ta sai isegi bioloogilise perekonnanime - Värv ... Lõppude lõpuks on lilled taimedes nende olemise kvintessents, igavese elu lootus. Või võib-olla ei peegelda perekonnanimi mingit konkreetset sireli või lepa värvi, vaid taeva või muru varjundit, värvi, värvi.
Tundub, et ta on oma nime oma peamise avastuse pealkirja sisse krüpteerinud. Sõna "kromatograafia" on moodustatud kahest kreeka keelest: "chromatos" - värv, värvimine ja "graafia" - kirjutamine.
Mihhail Semenovitš sündis 14. mail 1872 venelase ja itaallase rahvusvahelises perekonnas. Nagu nad ütlesid, oli see abielu sõlmitud suurest armastusest.
Hariduse sai ta Šveitsis Genfi ülikoolis. Sealsamas kaitses Tsvet 1896. aastal loodusteaduste doktori kraadi.
Mihhail Semenovitš valdas vabalt saksa, prantsuse, itaalia ja inglise keelt. 1897. aastal kolis ta oma isa ajaloolisele kodumaale Venemaale.
Mõnda aega töötas dr Tsvet P. Lesgafti asutatud Peterburi bioloogilises laboris. Kuid Varssavist sai tema jaoks õnnelik linn, kuhu teadlane 1902. aastal kolis. Samal aastal kaitses Tsvet magistritöö teemal "Klorofülli terade füüsikaline ja keemiline struktuur" ja sai dotsendi koha.
Color oli esimene, kes tuvastas, et klorofüllil on ainult kaks modifikatsiooni (modifikatsiooni): klorofüll A ja klorofüll B. See juhtus 1903. aastal. Enne seda usuti teaduses, et iga taim sisaldab oma tüüpi klorofülli: kask, samblik, kannike jne. Värv ahendas klorofülli otsingut kahele kujule. Ja ta tegi seda enda leiutatud meetodi abil.

See meetod oli põhimõtteliselt uus, lihtne ja samal ajal keeruline. Professor valas klaastorusse puhastatud kriidi peeneks jahvatatud pulbri, niisutas seda benseeniga ja valas peale veidi klorofülli lahust. Kriidi pealmine kiht muutus erkroheliseks. Pärast seda hakkas uurija ettevaatlikult, tilkhaaval lisama lahustit - benseeni. Roheline rõngas, mis järgnes lahustile, hakkas järk-järgult torust alla laskuma. Ja siis (oh, imet!) märkas Mihhail Semenovitš, et lai ring on jagatud mitmeks kitsaks. Tekkis kollane riba, see liikus teistest aeglasemalt ja asus seetõttu nende kohal. Selle all olid järjestikku kollakasrohelised ja rohekassinised triibud, siis veel kaks erineva laiusega kollast ja kõige all - helekollane. Hoolikalt analüüsides tegi teadlane kindlaks, et ülemise riba kohal oli veel üks värvitu riba.

Riis. 1. Kromatograafiline eraldamine

saadud roheliste lehtede pigmendid

värvi kogemuses.

Nii selgus, et keeruline aine jagunes komponentideks, nagu valguskiired lagunevad spektriks.
Nagu juba mainitud, nimetati uut meetodit keerukate ainete komponentideks eraldamiseks kromatograafiaks. Nimi on säilinud, kuigi värv ei mängi enam tänapäevastes kromatograafiatehnikates mingit rolli.
Mis on selle meetodi aluseks? Lehtede ekstraktilahus puutub kokku kriidipulbriga ja muudab värvi, värvides kriidi (sorbendi). Kõik segus sisalduvad ühendid sadestuvad sorbendiosakeste pinnale. Need võivad minna tagasi lahusesse (eluendisse) ja resorbeeruda kriidipulbri pinnal. Sademete - lahustumise (sorptsioon - desorptsioon) protsessid "rõngakese" liikumisel kolonnis toimuvad mitu korda.
Lahuse (benseenis, nagu näiteks Tsvetis) ja sorbendi (kriit) vahel saavutatakse lõpuks tasakaal: lõviosa lahustunud aine molekulidest ilmub osakeste pinnale ja peaaegu mitte ühtegi neist ei jää. lahendus.
Kromatograafia saladuse paljastavad just need vähesed molekulid, mis koos lahustivooluga torust alla kantakse. Teel sadestuvad need aeglaselt teistele kriidiosakestele ja nende asemel lähevad lahusesse uued molekulid. Lahustivool juhitakse pidevalt ülalt torusse. Ülemises osas jääb sorbeeritud aineid järk-järgult vähemaks ja alumises osas üha enam.
Nipp seisneb selles, et erineva struktuuri või koostisega molekulid sorbeeritakse sorbendi pinnal erinevalt. Mõned neist on tugevamalt kriidi külge kinnitatud, teised on nõrgemad. Mõned on lahuses pikemad ja vähem seotud olekus, samas kui teised on vastupidi. Need molekulid, mis püsivad lahuses kauem, liiguvad kolonnis kiiremini alla. Järk-järgult värviline erinevate ainete segu jagatakse selle koostisosadeks. Iga aine on kontsentreeritud oma kihti. Kui kolonn (toru) on piisava pikkusega, siis on segu komponendid üksteisest üsna kaugel. Iga värviline rõngas vastab konkreetsele komponendile. Ja nende paiknemine üksteise suhtes moodustab kromatogrammi, mille uurimisel saavad analüütilised keemikud määrata aine koostise. Ja selline vertikaalne kromatograafia sai stabiilse epiteedi "kolonn".
Kolonnkromatograafia abil on võimalik mitte ainult määrata ainete segu kvalitatiivset koostist, vaid ka eraldada see komponentideks, pestes "rõngad" lahustiga omakorda eraldi nõusse. Meetod sobib ka aine ülipeeneks puhastamiseks.
Pärast avastuse tegemist läheb Mihhail Semenovitš kaugemale, laiendades uurimisvaldkonda. Ajavahemikul 1908–1910 õpetas ta Varssavi Polütehnilises Instituudis botaanikat ja jätkas samal ajal taimede rohelise pigmendi uurimist. 1910. aastal kaitses Tsvet botaanikadoktori väitekirja. Uuringu teema on järgmine: "Klorofüll taimede ja loomade maailmas." Muidugi kasutas Mihhail Semenovitš eksperimentide läbiviimisel oma võimsat meetodit, kuid ainult tööriista, vahendina, mitte eesmärgina. Ta ei oodanud kunagi tunnustust. Ja ta ei teadnud kunagi, et vähemalt kuus Nobeli preemia laureaati võlgnevad oma avastused tema hiilgavale leiutisele.
Alates 1917. aastast õpetab professor Tsvet Jurjevi (praegu Tartu) Ülikoolis. Kuid 1918. aastal sundisid sõda ja puudused Mihhail Semenovitši kolima tulusamatesse kohtadesse. Sellisena pidas ta Voroneži linna. Viimase eluaasta veetis ta Voroneži ülikooli professorina.
26. juunil 1919 suri teadlane nälga ja haigustesse, kuna kodusõja ajal suri palju vene inimesi.
Mihhail Semenovich Tsveti meetodit kasutatakse laialdaselt paljudes teaduse ja tehnoloogia valdkondades. Ilmus gaas-vedelik, paber, ioonivahetuskromatograafia, õhukese kihi kromatograafia.
Ioonivahetuskromatograafia abil saab vett karedusest vabastada või magestada. Samuti aitas ta eraldada haruldaste muldmetallide isotoopide segu. Iga ioonivahetuskolonnist voolava lahuse tilga radioaktiivsus määratakse eraldi. Selgus, et mida suurem on elemendi seerianumber perioodilisuse tabelis, seda kiiremini see kromatograafilise eraldamise käigus kolonnist lahkub. Elementide vaheldumine vastab üllatavalt nende vastastikusele positsioonile perioodilises süsteemis: americium (95), millele järgneb kuurium (96), berkeelium ja lõpuks kalifornium (98).
Nii osales värvimeetod 20. sajandi ülemaailmsetes aatomiprojektides.
1992. aastal püstitati teadlase tagasihoidlikule hauale Voronežis epitaafiga hauakivi: "Talle anti võimalus avastada kromatograafiat, mis eraldab molekule ja ühendab inimesi."

KROMATOGRAAFIA

Kromatograafia on eksperimentaalne meetod statsionaarse (statsionaarse) faasi ja liikuva faasi* vahelise segu komponentide eraldamiseks. Statsionaarse faasi olemuse järgi jaguneb kromatograafia kahte tüüpi – adsorptsioon ja jaotus.

Adsorptsioonkromatograafias on statsionaarne faas tahke aine. See tahke aine adsorbeerib segust osa igast komponendist.

Aine adsorptsioon toimub siis, kui see imendub teise aine pinnale. Adsorptsiooni ei tohi segi ajada absorptsiooniga, mis tekib siis, kui üks aine hajub teise aine mahus ja neeldub kogu mahus, mitte selle teise aine pinnas (joonis 6.40).

Jaotuskromatograafias on statsionaarne faas vedelik. Segu komponendid jaotuvad selle vedeliku ja liikuva faasi vahel.

Kromatograafilise eraldamise põhimõte seisneb selles, et liikuv faas liigub pidevalt üle statsionaarse faasi ja kuna see juhtub statsionaarse faasi mõjul, siis toimub sellel oleva segu komponentide eraldumine.

Mõlemad põhilised kromatograafiameetodid sisaldavad kahte põhietappi: 1) segu komponentide jaotamine kahe faasi vahel; 2) segu komponentide eraldamine statsionaarses faasis või selles liikuva faasi pideva vooluga.

Segu see komponent, millel on suurem jaotuskoefitsient D, jääb liikuvas faasis valdavalt lahustunuks ja liigub seetõttu kiiresti üle statsionaarse faasi. Madalama jaotusteguriga D komponent jääb valdavalt adsorbeerituks tahkele statsionaarsele faasile või imendub vedelasse statsionaarsesse faasi. Kui liikuv faas liigub üle statsionaarse faasi, liigub see komponent aeglaselt mööda statsionaarset faasi.

Kromatograafia mängib eriti olulist rolli orgaanilises sünteesis segu komponentide eraldamisel ja isoleerimisel. Seda kasutatakse kvantitatiivses ja kvalitatiivses analüüsis segu eraldatud komponentide tuvastamiseks, samuti analüüdi sageduse määramiseks.

Mõiste "kromatograafia" ei paljasta käsitletud segude eraldamise tehnika olemust. Sõna kromatograafia tähendab kreeka keeles värvimaalimist. Fakt on see, et esimesi kromatograafilisi meetodeid kasutati värviliste ainete segude eraldamiseks.

Kromatograafilisel analüüsil on viis peamist meetodit:

1. Adsorptsioon

2. levitamine

3. Ioonivahetus

4. Sette

5. Eksklusiivne

I. Adsorptsioonkromatograafia põhineb analüüsitava segu üksikute komponentide selektiivsel adsorptsioonil vastavate adsorbentide poolt. Selle meetodiga töötades juhitakse analüüsitud lahus läbi kolonni, mis on täidetud peente adsorbeerivate teradega. Adsorptsioonkromatograafiat kasutatakse mitteelektrolüütide, aurude ja gaaside eraldamiseks.

II. Jaotuskromatograafia põhineb analüüsitava segu üksikute komponentide sorptsioonikoefitsientide erinevuse kasutamisel kahe segunematu vedeliku vahel. Üks vedelikest (statsionaarne) on poorse aine (kandja) poorides ja teine ​​(liikuv) on teine ​​lahusti, mis ei segune esimesega. See lahusti juhitakse madalal kiirusel läbi kolonni. Jaotuskoefitsientide erinevad väärtused tagavad erineva liikumiskiiruse ja segu komponentide eraldamise. Aine jaotuskoefitsient kahe segunematu lahusti vahel on liikuvas lahustis oleva aine kontsentratsiooni ja sama aine kontsentratsiooni suhe liikumatus lahustis:

Mõnikord kasutatakse liikumatu lahusti kandjana kolonni asemel mineraalseid lisandeid mitte sisaldavaid filterpaberi ribasid või lehti. Sel juhul kantakse tilk uuritavat lahust pabeririba servale, mis riputatakse kinnises kambris, langetades selle serva sellele kantud tilga katselahusega anumasse mobiilse lahustiga ( mootor), mis mööda paberit liikudes selle märjaks teeb. Sel juhul liigub iga analüüsitavas segus sisalduv aine oma kiirusega liikujaga samas suunas. Seda tüüpi jaotuskromatograafiat nimetatakse paberkromatograafiaks.

Jaotuskromatograafia eriliik on gaas-vedelikkromatograafia (GLC). Statsionaarse faasina kasutatakse mitmesuguseid mittelenduvaid vedelikke, mis on kantud inertsele tahkele kandjale; liikuva faasina - gaasiline lämmastik, vesinik, heelium, süsinikdioksiid jne. Segude eraldamine GLC meetodil toimub kolonnides, milleks on torud sisediameetriga 1-6 mm ja pikkusega 1-5 m , mis on täidetud inertse kandjaga, näiteks diatomiidiga, immutatud mittelenduva vedelikuga või terasest ja klaasist kapillaarid läbimõõduga 0,2–0,3 mm ja pikkusega, mille kapillaaride seintele on sadestunud vedel faas (kapillaargaas-vedelik). kromatograafia).

Kuna paljusid orgaanilisi ühendeid, näiteks biopolümeere, on raske või võimatu üle kanda gaasifaasi, kasutatakse selliste ainete puhul kõrgsurvevedelikkromatograafiat (molekulaarne vedelikkromatograafia). Statsionaarse faasina kasutatakse peenpoorseid inertseid kandjaid, mis on kaetud mitmesuguste orgaanilistes lahustites lahustumatute polümeeride kilega. Kolonnide (läbimõõt 0 mm) täitmine statsionaarse faasiga toimub rõhu all atm. Eraldatavate ainete elueerimine viiakse läbi sobiva orgaanilise lahusti või nende segu juhtimisega läbi kolonni rõhul vatti.

III. Ioonivahetuskromatograafia põhineb liikuvate adsorbeerivate ioonide ja elektrolüütide ioonide vahel toimuvate ioonivahetusprotsesside kasutamisel, kui analüüsitava aine lahus juhitakse läbi ioonvahetusainega täidetud kolonni (ioonivaheti). Ioonivahetid on lahustumatud anorgaanilised ja orgaanilised suure molekulmassiga ühendid, mis sisaldavad aktiivseid (ioonseid) rühmi. Nende rühmade liikuvad ioonid on kokkupuutel elektrolüütide lahustega võimelised muutuma lahustunud aine katioonide või anioonide vastu. Ioonivahetitena kasutatakse alumiiniumoksiidi (kromatograafia jaoks), permutiini, sulfoneeritud kivisütt ja mitmesuguseid ioonivahetusaineid – ioonivahetusvaikusid. Ioonivahetid jagunevad katioonivahetusvõimelisteks katioonivahetiteks (need sisaldavad aktiivseid rühmi: - SO3H, - COOH, - OH); anioonivahetuseks võimelised anioonivahetid (aktiivsed rühmad: -NH2, =NH); amfolüüdid on amfoteersete omadustega ioonivahetusained.

Katioonivaheti fragment: Katioonivahetus: RH + KtAn = RKt + Han

Anioonivaheti fragment: Anioonivahetus: ROH + HAn = RAN + H2O

IV. Settekromatograafia põhineb analüüsitud segu erinevatest komponentidest moodustunud sademete erineval lahustuvusel spetsiaalsete reagentidega, mis on sadestatud tugevalt dispergeeritud ainele. Analüüsitud lahused juhitakse läbi poorse ainega (kandjaga) täidetud kolonni. Kandja on immutatud sadeainega, mis moodustab sademeid erineva lahustuvusega lahuse ioonidega. Saadud sademed paiknevad sõltuvalt lahustuvusest teatud järjestuses piki kolonni kõrgust.

v. Eksklusiivne(molekulaarsõel) kromatograafia põhineb komponentide molekulide erineval läbilaskvusel statsionaarses faasis (väga poorne mitteioonne geel). Suuruskromatograafia jaguneb geelkromatograafiaks (GPC), milles eluendiks on mittevesilahus, ja geelfiltratsiooniks, kus eluendiks on vesi.

eksperimentaalne osa

(Paberkromatograafia, kolonnkromatograafia, õhekihikromatograafia)

1. Kromatograafia paberil

Eraldage järgmised segud paberkromatograafiaga:

A) roheline marker

B) sinine marker.

Eksperimendi eesmärk: valdada paberkromatograafia meetodit, õppida määrama vahet puhaste ainete ja segude vahel.

Varustus: klaas vett, filterpaberi riba (10 cm x 2 cm), roheline viltpliiats. Riba otsast 2 cm kaugusele tõmmatakse viltpliiatsiga horisontaaljoon (paralleelselt väiksema küljega). See ots on vaja langetada vette nii, et tõmmatud joon oleks veepinnast kõrgemal. Jälgime, kuidas pabeririba märjaks saab, vesi tõuseb sellest üles, jõuab tõmmatud jooneni ja kannab värvi endaga kaasa.

Ja siis näeme, kuidas roheline joon häguneb ja osutub ülaosas kahevärviliseks - siniseks, alt - roheliseks. See kogemus võimaldas meil kindlaks teha, et viltpliiatsi roheline värv koosneb tegelikult kahest värvist.

Sinine värv on ka poolitatud.

Kommentaar: kasutage veepõhise tindiga markereid(mitte ketta signatuurimarkerid), ära kasuta tualettpaberit – vesi tõuseb liiga kiiresti ja pilt on udune. Võite proovida paberrätikuid. Kui filterpaberit pole, saab ajalehe ääred ära lõigata (vaatlusele kulub ainult rohkem aega).

2. Kromatograafilise kolonni valmistamine

Kromatograafilise kolonnina kasutame klaastorusid läbimõõduga 6=8 mm ja pikkusega 12-15 cm.

Toru ühest otsast asetame väikese vatitupsu. Täidame kolonni poolenisti kuiva sorbendiga - alumiiniumoksiidiga. Sorbendi pulber tihendatakse. Kinnitame samba statiivi jalga.

KOHTA piinamine Katioonide segu eraldamine kromatograafilises kolonnis

Võtame raud(III)kloriidi, vask(II)sulfaadi, koobalt(II)kloriidi lahused. Nende lahuste värvus: kollane, sinine, roosa. Valage 10 tilka iga lahust klaasi ja segage klaaspulgaga. Kogume pipetiga 1 ml segu ja valame aeglaselt tilkhaaval kromatograafiakolonni. Lisame iga portsjoni vedelikku alles pärast eelmise imendumist. Mõne aja pärast ilmuvad veergu adsorbeeritud ioonide värvilised rõngad. Värviliste rõngaste selgemaks jaotumiseks lisage kromatograafilisse kolonni 3-4 tilka vett. Tsoonide värvi järgi määrame sorbendiga kolonnis katioonide asukoha.

https://pandia.ru/text/78/355/images/image011_20.jpg" align="left" width="227" height="303 src=">

Vastu võetud kromatogrammmu- see on tehtud kromatograafia tulemuse nimi - ja näitab katioonide jaotust.

Seega võimaldab kromatograafia sarnaste omadustega komponentidest koosnevat segu üsna kiiresti eraldada.

Kromatograafias võib sorbentidena kasutada mitte ainult alumiiniumoksiidi, vaid ka muid aineid, nagu magneesiumoksiid, tärklis ja kaltsiumkarbonaat. Viimane on kanamuna koore põhikomponent.

Kogemused Katioonide segu eraldamine kanamuna koor

Võtke pool kanamuna koort, mis on eelnevalt kilest kooritud. Pühkige etüülalkoholi kastetud vatitupsuga selle sisepind. Võtame eelmise katse jaoks valmistatud kolme soola lahuste segu (FeCl3, CuSO4, CoC12). Kandke üks tilk segu kesta sisemusse. Kui vedelik on imendunud, tilguta samasse kohta veel üks tilk seda segu. Pärast vedeliku leotamist lisage pleki keskele üks tilk vett. Saadud kromatogrammi pildistame.

Võrdleme värviliste tsoonide paigutust kestal eelmise katse tulemusega. Juhib tähelepanu värviliste tsoonide järjestuse sarnasusele. See on tingitud asjaolust, et erinevad ioonid adsorbeeruvad erinevalt: ühed on tugevamad, teised nõrgemad. See määrab nende edasiliikumise kiiruse piki sorbenti. Kui järjestame analüüsitavas segus olevad katioonid nende adsorptsioonivõime vähendamise järjekorras, saame järgmise jada:

Fe3+ → Cu2+ → Co2+

https://pandia.ru/text/78/355/images/image013_19.jpg" align="left" width="144" height="162 src="> Laborites munakoorte asemel spetsiaalsed klaas- ja alumiiniumplaadid on kasutatud või plastid Neile kantakse eelnevalt õhuke sorbendi kiht, nii et see kromatograafia on nn. õhuke kiht. Selle kromatograafiameetodi pakkus välja nõukogude teadlane 1938. aastal.

https://pandia.ru/text/78/355/images/image015_17.jpg" align="left hspace=12" width="181" height="175">

https://pandia.ru/text/78/355/images/image017_11.jpg" align="left" width="158" height="158 src=">.jpg" align="left" width="154 "height="163 src=">

Kogemused "Koha eraldamine markerid paberil"

Vajame filterpaberi ringi. Ringi keskele tee musta viltpliiatsiga rasvatäpp (võid kasutada sama viltpliiatsit, mis eelmises koduses kogemuses). Kasutame tassi, millele paneme paberist ringi. Kandke pipetiga tilk vett pleki keskele.

https://pandia.ru/text/78/355/images/image021_8.jpg" align="left" width="226" height="246 src=">Praktiline töö" href="/text/category/prakticheskie_raboti /" rel="bookmark">praktiline töö, tutvusin erinevate kromatograafia teostamise võimalustega

Kromatograafia on segude eraldamise meetod, mis põhineb erinevate ainete molekulide erineval liikumiskiirusel erinevates keskkondades. Seega on molekulid siin eraldatud. Inimkonna jaoks on see meetod võimaldanud teha kvalitatiivse hüppe edasi, luua teaduses uusi suundi, viia läbi uusi uuringuid, teha olulisi avastusi, ühendades mõttekaaslasi iga probleemiga tegelemisel.

Kirjandus

1., “Keemia. Sissejuhatav kursus. 7. klass » Moskva. Bustard.2009;

2. , . "Keemia. Töövihik 7. klass "Moskva tähk. 2009.

3. Kromatograafia – lihtne viis keeruliste ainete analüüsimiseks (Teadus ja elu. nr 2, 1998)

4. Kromatograafia õpe valikaine klassiruumis ( Keemia koolis nr 5, 2012)

Infotugi ja Interneti-ressursid

1.http://adalin. *****/l_01_00/l_01_10d. shtml

2. http://www. *****/art/ch-act/0325.php

3. http://*****/articles/565314/

4.http:///?p=94

5. Foto isiklikust arhiivist

Paberkromatograafia meetod viitab tasapinnalisele kromatograafiale, see põhineb analüüsitavate ainete jaotusel kahe segunematu vedeliku vahel.

Jaotuskromatograafias toimub ainete eraldumine komponentide jaotuskoefitsientide erinevuse tõttu kahe segunematu vedeliku vahel. Aine esineb lahusena mõlemas faasis. Statsionaarset faasi hoitakse kromatograafilise paberi poorides ilma sellega suhtlemata; paber toimib statsionaarse faasi kandjana.

Kromatograafilise paberi tüübid:

1) hüdrofiilne paber hoiab poorides kuni 22% vett; statsionaarne faas on vesi, liikuv faas on orgaaniline lahusti; sellist paberit kasutatakse vees lahustuvate ainete määramiseks.

2) hüdrofoobne paber tõrjub vett, seega on see immutatud mittepolaarse orgaanilise lahustiga (statsionaarne faas); liikuv faas on vesi; sellist paberit kasutatakse vees mittelahustuvate ühendite (rasvlahustuvad happed, vitamiinid) määramiseks.

Kromatograafilisele paberile kehtivad järgmised nõuded:

¨ keemiline puhtus;

¨ keemiline ja adsorptsioonineutraalsus analüüsitavate ainete ja liikuva faasi suhtes;

¨ tiheduse ühtlus;

¨ kiudude sama suund.

Kromatogrammi saamiseks kantakse tilk analüüsitud segu paberile. Paber asetatakse kromatograafiakambrisse, selle ots sukeldatakse eluendiga anumasse. Lahusti liigub mööda paberit, analüüsitavate ainete segu jaotub liikuva ja statsionaarse faasi vahel ning eraldub paberil laikude või triipudena. Komponentide tsoonide asetus määratakse kromatograafilise paberi väljatöötamisega vastavate reagentidega, mis moodustavad värvilisi ühendeid segu komponentide eraldamisega.

Kromatograafilises süsteemis ainete eraldamise võime kvantifitseerimiseks kasutatakse jaotuskoefitsienti Kp – aine kontsentratsiooni suhet statsionaarses ja liikuvas faasis. Selle meetodi jaotuskoefitsientide katseline määramine on võimatu, ainete paberil eraldamise võime hindamiseks kasutatakse nihke (liikuvuse) koefitsienti R f. Nihkekoefitsient võrdub aine liikumiskiiruse () ja liikuva faasi liikumiskiiruse suhtega (). Eksperimentaalselt leitakse R f väärtus aine poolt läbitud vahemaa X ja lahusti poolt algusest esijooneni läbitud vahemaa X f suhtena:

.

Koefitsient R f varieerub vahemikus 0–1,00. R f väärtus sõltub analüüdi olemusest, kromatograafilise paberi tüübist, lahusti kvaliteedist ja olemusest, proovi pealekandmise meetodist, katse tehnikast ja temperatuurist. Koefitsient R f ei sõltu analüüdi kontsentratsioonist ja teiste komponentide olemasolust.

Identifitseerimine kromatogrammi järgi tehakse järgmistel viisidel:

¨ uuritavate ja standardkromatogrammide ainete tsoonide iseloomulike värvide visuaalne võrdlus;

¨ mõõtes liikuvuskoefitsiente Rf standardi ja analüüdi jaoks konkreetses lahustis. Katse- ja standardsegude kromatograafia ja Rf määramine viiakse läbi samal paberil ja samas kambris rangelt identsetes tingimustes. Võrreldes koefitsiente R f, tehke järeldus teatud komponentide olemasolu kohta analüüsitavas segus.

kvantifitseerimine teostada otse kromatogrammi järgi või pestes (elueerides) analüüdi paberilt välja.

Kvantitatiivse analüüsi meetodid:

¨ uuritud ja standardkromatogrammide laikude värviintensiivsuse visuaalne võrdlus (poolkvantitatiivne määramine, täpsus 15–20%);

¨ selle komponendi moodustatud laigu pindala mõõtmine ja aine kontsentratsiooni leidmine standardlahuste seeria jaoks koostatud kalibreerimisgraafiku järgi koordinaatides: punkti pindala - aine kontsentratsioon; määramise täpsus 5 - 10%;

¨ analüüdi elueerimine kromatogrammi pinnalt ja eluaadi (A) optilise tiheduse spektrofotomeetriline või fluorimeetriline mõõtmine; aine kontsentratsioon lahuses arvutatakse järgmise valemiga:

kus K on proportsionaalsuskoefitsient; S on eelnevalt mõõdetud punkti pindala, mm2; määramise täpsus 1%.

Kromatograafia meetodi järgi eristatakse tõusvat (joonis 21), kahanevat (joonis 22), ringkromatograafiat (joonis 23), gradient- ja kahemõõtmelist kromatograafiat.

Paberkromatograafiat kasutatakse laialdaselt anorgaaniliste ühendite, aminohapete, amiinide, valkude, süsivesikute, rasvhapete, fenoolide, vitamiinide määramiseks keemia-, toiduaine-, farmaatsia-, meditsiini- ja biokeemiatööstuses.

Meetod on leidnud rakendust peaaegu kõigi toiduainete analüüsimisel: suhkrutootmises - süsivesikute määramiseks; pagari- ja kondiitritoodetes - aminohapped, orgaanilised happed, süsivesikud, polüsahhariidid ja karbonüülühendid; veinivalmistamisel - orgaanilised happed ja aminohapped; piima ja piimatoodete tootmisel - aminohapped; lihatööstuses - fenoolid, rasv- ja lenduvad happed, aminohapped ja karbonüülühendid.

Lahusti (eluendi) voolus. Kromatogrammi nimetatakse sel juhul kromatograafia asukoha pildiks. tsoonid paberil pärast eraldamise lõpetamist. Paberkromatograafias Ch. arr. spetsialist. kromatograafiline paber, servad peaksid olema võimalikult homogeensed ja sisaldama ainult tsellulooskiude. See võib toimida statsionaarse faasi või statsionaarse faasi inertse kandjana.

Jaotuspaberkromatograafias on statsionaarne faas paberi või mittepolaarse org poolt adsorbeeritud vesi. p-lahustid, to-rymi immutatud paber (valikuline pöördfaasidega) ja eluent - resp. segud org. lahused veega, mis sisaldavad sageli ka to-you, kompleksid jne in-va või vesilahused inorg. to-t ja soolad. Komponentide liikumiskiirus sõltub koefitsiendist. nende jaotus faaside vahel ja nende faaside mahtude suhe.

Praktikas rakendatakse sageli mitut korraga. eraldusmehhanismid. Paberkromatograafia viiakse läbi klaaskromatograafias. kambrid või muud suletud anumad. Reprodutseeritavuse parandamiseks konditsioneeritakse need sageli sisemuse katmisega. seinad sobiva lahusega niisutatud filterpaberiga. Kambrisse asetatakse alus eluendiga, millesse langetatakse kromatograafiline serv. paberile pärast eraldatava in-in proovi (tavaliselt 1–10 μl) pealekandmist. Eluent liigub kapillaaride ja gravitatsiooni mõjul. jõud. Vastavalt paberi asukohale ja eluendi voolu suunale eristatakse tõusvat, kahanevat ja horisontaalset paberkromatograafiat. Kromatograafiat saab läbi viia ka tsentrifugaalväljas või temperatuurigradiendi tingimustes, mis suurendab eraldamise efektiivsust ja kiirust. Aastal nn. Kahemõõtmelise paberkromatograafia korral kantakse proov ruudukujulise lehe ühte nurka ja pärast kromatograafia lõpetamist ühes eluendis paber kuivatatakse ja 90° pöörates sukeldatakse teise eluenti. Kahemõõtmelisel kromatogrammil saada kuni n 2 kromatograafia. tsoonid, kus ja on tavapärase (ühemõõtmelise) paberkromatograafia käigus tekkinud tsoonide arv.

Pärast lahusti tõstmist teatud kõrgusele eemaldatakse paber kambrist, kuivatatakse ja kromatograafia paljastatakse. tsoonid. Kui tsoonid ei ole värvilised, pihustatakse kromatogrammi spetsiifiliste lahustega. reaktiivid, mis moodustavad värvilisi või fluorestseeruvaid ühendeid segu komponentide eraldamisega. Kasutatakse ka ensümaatilist ja biol. tuvastamismeetodite puhul, näiteks ensüümide tuvastamiseks, töödeldakse kromatogrammi vastavate substraatide lahusega. Radioaktiivsed ained tuvastatakse kromatogrammi eksponeerimisel röntgenkiirtega.

Kromatograafia asukohad paberkromatograafia tsoone iseloomustab R f väärtus, mis esindab keskkromatograafia läbitud tee suhet. tsoonid, teele, mida läbib p-lahusti esiosa: R f \u003d 1 /, kus K s ja V t on vastavalt mahud. statsionaarne ja liikuv faas, K d -koefitsient. jaotus in-va nende faaside vahel. R f viga ca. 5%. Standardsetes tingimustes on see väärtus iga in-va jaoks konstantne ja seda kasutatakse selle tuvastamiseks.

Kogus. analüüs tehakse otse kromatogrammidel või pärast kromatograafiliste saarte eraldamist. tsoonid tselluloosi alusest. Esimesel juhul määratakse komponendid skaneeriva densitomeetria, fluorimeetria, fotomeetria või kromatograafilise suuruse abil. tsoonid, samuti aktiveerimine. meetodid (kahe viimase meetodi kasutamisel lõigatakse tsoonid eelnevalt välja). In-in tuvastamise piirid värviliste derivaatide tsoonides on 0,1-10 μg, fluorimeetriliselt -10 -3 -10 -2 μg, aktiveerimismeetodil - 10 -4 -10 -10 μg. Komponentide eraldamine tselluloosi alusest toimub ekstraheerimise, paberi põletamise või to-t segus keetmise teel. Seejärel määratakse komponendid mis tahes sobiva meetodiga, tavaliselt spektrofotomeetrilise, titrimeetrilise või kineetilise meetodiga. Koguse viga. analüüs ei ületa 10%.

Paberkromatograafia. Esimesest sõnast saad aru, et see on midagi paberiga seotud; ja teine ​​sõna "kromatograafia" tähendab "värvi" (kroom) ja "kirjutamist" (graafika). Voldi need kokku ja saate "kirjutada värviliselt paberile".

Paberkromatograafia on teaduse kõige olulisem test. Analüüsides hoolikalt kemikaali koostist värvi järgi, saab teadlane kergesti tuvastada lähteained. On lihtne näha, et kromatograafia, mida tasub tõesti uurida, toimib just läbi kapillaarefekti – selle, kuidas vesi paberis levib.

Kolonn - sisaldab kromatograafilist sorbenti, täidab segu eraldamise funktsiooni üksikuteks komponentideks. Eluent – ​​liikuv faas: gaas, vedelik või (harvemini) ülekriitiline vedelik. Statsionaarne faas - tahke faas või vedelik, mis on seotud inertsele kandjale, adsorptsioonkromatograafias - sorbent. Kromatogramm on kolonni väljalaskeava komponentide kontsentratsiooni sõltuvuse ajast salvestamise tulemus. Detektor - seade segu komponentide kontsentratsiooni registreerimiseks kolonni väljalaskeava juures. Kromatograaf – seade kromatograafiaks.

Allasuunav kromatograafia Meetod, mille puhul liikuv faas liigub allapoole Ülessuunaline kromatograafia Meetod, mille puhul liikuv faas liigub ülespoole. liikuva faasi edasiliikumine jätkub pärast seda, kui esiosa jõuab paberi lõppu. Re-kromatograafia Meetod, mille puhul pärast liikuva faasi esimese edasiliikumise lõpetamist kromatogramm kuivatatakse ja kromatograafiat korratakse (mõnikord mitu korda). Meetod ainete tuvastamiseks kromatogrammil Kandja Kromatograafiline paber

Statsionaarne (statsionaarne) faas Kandjale fikseeritud faas Mobiilne (mobiilne) faas Statsionaarse faasiga kanduril eraldatavate ainete liikumist tagav faas Alguskoht, kuhu katseproov asetatakse

Paberkromatograafias kasutatakse arvuliselt erinevat eriklassi paberit, mille kasvades suureneb paberi tihedus. Paber hoiab poorides vett, mis on statsionaarne vedel faas. Proovilahus kantakse tilkade kujul paberilehele mõnel kaugusel servast. Pärast lahusti aurustumist asetatakse lehe serv suletud kambrisse, mis sisaldab ilmutit - liikuvat vedelfaasi (näiteks alkoholid, ketoonid, fenoolid, süsiniktetrakloriid, kloroform ja muud nende segud, samuti segud anorgaaniliste ainetega). lahustid). Sel juhul liigub esialgne koht ilmutivoolu mööda ja segu jagatakse komponentideks. Kui ained ei ole värvilised, siis ilmutatakse kromatogramm näiteks indikaatorlahusega pihustades, uuritakse ultraviolettkiirtes jne. Punkti I läbitud vahemaa Rf ja ilmuti esiosa läbitud vahemaa suhe m on samadel katsetingimustel konstantne väärtus; Erinevate ainete Rf erinevad väärtuselt ja seda saab kasutada ühendite tuvastamiseks.

Klassifikatsioon Paberkromatograafia, nagu ka kromatograafia üldiselt, võib jagada distributiivseks adsorptsiooniks Tavaliseks (meetodit kasutatakse lipofiilsete ainete eraldamiseks.) ioonivahetus-pöördfaasiline preparatiivne analüütiline.

Erinevate ainete kvantitatiivsed määramised kromatogrammilaikudes tehakse tavapäraste analüüsimeetoditega. On olemas: ühemõõtmelised, kahemõõtmelised, ringikujulised, kolonn- ja elektroforeetilised kromatogrammid.

I. Adsorptsioonkromatograafia põhineb analüüsitava segu üksikute komponentide selektiivsel adsorptsioonil vastavate adsorbentide poolt. Selle meetodiga töötades juhitakse analüüsitud lahus läbi kolonni, mis on täidetud peente adsorbeerivate teradega. Adsorptsioonkromatograafiat kasutatakse mitteelektrolüütide, aurude ja gaaside eraldamiseks. II. Jaotuskromatograafia põhineb analüüsitava segu üksikute komponentide sorptsioonikoefitsientide erinevuse kasutamisel kahe segunematu vedeliku vahel. Üks vedelikest (statsionaarne) on poorse aine (kandja) poorides ja teine ​​(liikuv) on teine ​​lahusti, mis ei segune esimesega.

See lahusti juhitakse madalal kiirusel läbi kolonni. Jaotuskoefitsientide erinevad väärtused tagavad erineva liikumiskiiruse ja segu komponentide eraldamise. Aine jaotuskoefitsient kahe segunematu lahusti vahel on liikuvas lahustis oleva aine kontsentratsiooni ja sama aine kontsentratsiooni suhe liikumatus lahustis:

Mõnikord kasutatakse liikumatu lahusti kandjana kolonni asemel mineraalseid lisandeid mitte sisaldavaid filterpaberi ribasid või lehti. Sel juhul kantakse tilk uuritavat lahust pabeririba servale, mis riputatakse kinnises kambris, langetades selle serva sellele kantud tilga katselahusega anumasse mobiilse lahustiga ( mootor), mis mööda paberit liikudes selle märjaks teeb. Sel juhul liigub iga analüüsitavas segus sisalduv aine oma kiirusega liikujaga samas suunas.

Jaotuskromatograafia eriliik on gaas-vedelikkromatograafia (GLC). Statsionaarse faasina kasutatakse mitmesuguseid mittelenduvaid vedelikke, mis on kantud inertsele tahkele kandjale; liikuva faasina gaasiline lämmastik, vesinik, heelium, süsinikdioksiid jne. Segude eraldamine GLC meetodil toimub kolonnides, milleks on 16 mm sisediameetriga ja 15 m pikkused torud, mis on täidetud inertne kandja, näiteks diatomiit, mis on immutatud mittelenduva vedelikuga, või terasest ja klaasist kapillaarid läbimõõduga 0,2–0,3 mm ja pikkusega 25 100 m, mille kapillaaride seintele on sadestunud vedel faas (kapillaargaas). -vedelikkromatograafia).

. Ioonivahetuskromatograafia põhineb liikuvate adsorbeerivate ioonide ja elektrolüüdiioonide vahel toimuvate ioonivahetusprotsesside kasutamisel, kui analüüdi lahus juhitakse läbi ioonvahetusainega täidetud kolonni (ioonivaheti). Ioonivahetid on lahustumatud anorgaanilised ja orgaanilised suure molekulmassiga ühendid, mis sisaldavad aktiivseid (ioonseid) rühmi. Nende rühmade liikuvad ioonid on kokkupuutel elektrolüütide lahustega võimelised muutuma lahustunud aine katioonide või anioonide vastu. Ioonivahetitena kasutatakse alumiiniumoksiidi (kromatograafia jaoks), permutiini, sulfoneeritud kivisütt ja erinevaid ioonivahetusaineid, ioonivahetusvaikusid. Ioonivahetid jagunevad katioonivahetusvõimelisteks katioonivahetiteks (need sisaldavad aktiivseid rühmi: SO 3 H, COOH, OH); anioonivahetuseks võimelised anioonivahetid (aktiivsed rühmad: NH2, =NH); amfolüüdid on amfoteersete omadustega ioonivahetusained.

IV. Settekromatograafia põhineb analüüsitava segu erinevatest komponentidest moodustunud sademete erineval lahustuvusel kõrgelt dispergeeritud ainele kantud spetsiaalsete reagentidega. Analüüsitud lahused juhitakse läbi poorse ainega (kandjaga) täidetud kolonni. Kandja on immutatud sadestava reagendiga, mis moodustab sademeid erineva lahustuvusega lahuse ioonidega. Saadud sademed paiknevad sõltuvalt lahustuvusest teatud järjestuses piki kolonni kõrgust.

V. Suuruseralduskromatograafia (molekulaarsõel) põhineb komponentmolekulide erineval läbilaskvusel statsionaarsele faasile (väga poorne mitteioonne geel). Suuruskromatograafia jaguneb geelkromatograafiaks (GPC), milles eluendiks on mittevesilahus, ja geelfiltratsiooniks, kus eluendiks on vesi.

Pannes tilga punase ja sinise tindi segu niisutatud filterpaberilehe keskele ja tilgutades ettevaatlikult puhast vett, saad peagi täpselt samasuguse pildi. Allpool on kuue erineva aminohappe komplekssegu rõngaskromatogramm paberil,

välja töötatud nelja erineva reagendiga. Üleval paremal on 2D-kromatogramm neljateistkümne erineva aminohappe veelgi keerukamast segust. See kromatogramm saadi ühest tilgast hapete segu lahusest, mis kanti ringiga tähistatud punkti. Arendus viidi läbi vaheldumisi kahes suunas erinevate reagentidega. Iga märgise koht kuulub ühele aminohappele. Laigu värvi ja asukoha järgi saab aine olemust täiesti täpselt kindlaks teha. Üleval vasakul – tavalise tindilaiku kromatogramm blotpaberil.

Kromatogrammide väljatöötamine Kromatogrammi komponentide väljatöötamine toimub ühel allpool esitatud meetoditest. Füüsikalised meetodid (Visuaalselt päevavalguses märgitakse kromatogrammile värviliste ainete laikude asukoht. Fluorestseeruvate ainete juuresolekul toimub väljatöötamine UV-valguses.) Keemilised meetodid (Kromatogrammid töötatakse välja vedelate ja gaasiliste arendajatega, kasutades kromatogrammil olevate ühendite reageerimine sobiva ilmutireagendiga värvilise või fluorestseeruva aine moodustumiseks (vedelad ilmutajad kantakse peale pihustuspudeliga või kasutatakse aerosoolreaktiive, gaasilisi kasutatakse kromatogrammi asetamisega aurudesse. arendaja.)

Kromatogramm asetatakse horisontaalselt filterpaberi lehele või jäetakse klaaspulgale rippuma ja pihustatakse võimalikult väikeste ilmutitilkadega (udu) kogu kromatogrammi alale, kõigepealt ühelt küljelt ja seejärel teine ​​pool. Gaasilise ilmutiga ilmutamisel riputatakse kromatogramm kambrisse, kuhu on paigutatud lenduv reagent (näiteks joodikristallid) või mille põhjas saadakse ilmuti keemiliselt (näiteks lämmastikoksiide saadakse lisades tahke naatriumnitrit vesinikkloriidhappe lahuseks).

Bioloogilised meetodid Kromatogrammide väljatöötamisel kasutatakse kromatografeeritavate ainete bioloogilist aktiivsust. Kromatogrammi kvalitatiivne hindamine on laigu või riba asukoha määramine, mida iseloomustab väärtus R f=a/b, kus a on kaugus proovilaigu keskpunktist stardijooneni, mm; b on kaugus lahusti esiosast stardijooneni, mm või Rx väärtuse järgi: Rx= a/c, kus c on kaugus võrdlusaine punkti keskpunktist stardijooneni, mm.

Soovitud komponendi koguse määramine proovis viiakse läbi, võrreldes selle laigu suurust ja värvi intensiivsust paberile kantud võrdlusaine laikudega kontsentratsioonivahemikus, mis on määratud testitava reaktiivi regulatiivses tehnilises dokumentatsioonis ja töödeldud katsetingimustes. Hindamine toimub visuaalselt või aparatuuri abil (näiteks densitomeeter, seade komponentide laikude skaneerimiseks paberil) või täppide elueerimisega ja sellele järgneva lahuste optilise tiheduse fotomeetrilise määramisega. Kromatogramme säilitatakse tingimustes, mis takistavad kromatogrammide vastastikuste jäljendite tekkimist (näiteks filterpaberi padjanditega). Kui laikude iseloom lubab, siis kantakse kromatogrammidele kiht kiiresti kuivavat lakki. Vajadusel joonistage kromatogrammi või foto kontuur.

NÄITED PABERKROMATOGRAAFIA SEADMETEST JA NENDE KASUTAMINE Üles- ja allapoole suunatud kromatograafiakamber 1. Üles- ja allapoole suunatud kromatograafiakamber (joonis 1) Joon. 2. Horisontaalse kromatograafia kamber (joonis 2) (joonis 2) 1 kamber; 2 võre klaasvardaid; 3 klaaspulka kromatogrammi otsa vajutamiseks; 4 katet; 5 kromatogrammi; 6 lahustit

Jama. 3. Ringkromatogrammi kamber (kaks Petri tassi) (joonis 3) 1 pabertaht; 2, 4 Petri tassi; 3 ringkromatogrammi; 5 lahustit 4. Kromatogrammi paigutamise viisid tõusvas kromatograafias (joonis 4) 1 kromatogramm; 2 kromatograafilist kambrit; 3 lahustit

Jama. 5. Meetod paberkromatogrammi sisestamiseks soonde 1 kromatogramm; 2 start; 3 klaaspulka; 4 painutatud pulk kromatogrammi pressimiseks soones; 5 soont

Kahemõõtmeline kromatogramm saadakse, eraldades ühemõõtmelise kromatogrammi laigud teise ilmutiga esimese laigureaga risti. Ringikujulisel kromatogrammil on lehe keskele asetatud koht kontsentriliste ringide järgi hägune. Paberkolonnkromatograafias toimub eraldamine paberketastel, mis on tihedalt sisestatud silindrilisse kolonni. Elektroforeetiliste kromatogrammide saamiseks immutatakse paberileht elektrolüüdiga, kinnitatakse elektroodide vahele, kantakse peale analüüsitud segu, ühendatakse elektroodid alalisvooluallikaga ning samal ajal juhitakse paberile liikuvat lahustit. suund, mis on risti elektrivoolu jõujoonte suunaga.

Selle meetodi puhul toimub komponentide eraldumine nende ebaühtlase jaotumise tõttu kahe vedela faasi vahel ja ainete erineva liikumiskiiruse tõttu elektrivälja toimel. Paberkromatograafiat kasutatakse anorgaaniliste ja orgaaniliste ainete eraldamiseks ja analüüsimiseks looduslikes ja tööstuslikes materjalides (näiteks naftatoodete vaikude, kivimites ja mineraalides haruldaste muldmetallide elementide määramiseks).

Kromatograafilised meetodid on toidu kvaliteedi kontrollimisel asendamatud. Toodete toiteväärtus määratakse valkude aminohappelise koostise, rasvhapete ja glütseriidide isomeerse koostise analüüsimise teel rasvades, süsivesikutes, orgaanilistes hapetes ja vitamiinides. Viimastel aastatel on paljud neist analüüsidest tehtud kõrgsurvevedelikkromatograafia abil. Toodete ohutuse hindamiseks tuvastatakse neis toidu lisaained (säilitusained, antioksüdandid, magusained, värvained jne), määratakse toodete värskus, määratakse riknemise varajased staadiumid ja vastuvõetav säilivusaeg.

Toiduainetes saab kromatograafia meetoditega tuvastada selliseid saasteaineid nagu pestitsiidid, nitrosamiinid, mükotoksiinid (aflatoksiinid, ohratoksiin A, zearalenoon jne), polünukleaarsed aromaatsed ühendid, biogeensed amiinid, nitraadid jne. Toiduainete saastumine on võimalik ka penetratsiooni tõttu. pakkematerjalidest, eelkõige vinüülkloriidist, benseenist, plastifikaatoritest jm, kahjulikest ainetest. Lihatoodetes määratakse anaboolsed steroidid, hormoonid ja muud tüüpi ravimid, mille kuritarvitamine on tüüpiline intensiivloomakasvatusele. Omaette gaaskromatograafia kasutusvaldkond on toiduainete aroomi koostise analüüs. Leiti tuhandeid lenduvaid komponente, millest vaid paarkümmend määravad lõhna iseloomu, ülejäänud annavad toote lõhnale ja maitsele omapära.

Viimastel aastatel on välja kujunenud uus suund – toidukomponentide enantioselektiivne analüüs. Aminohapete, hüdroksühapete ja mõnede teiste ühendite optiliste isomeeride vahekorra järgi saab üheselt kindlaks teha, kas antud toode on looduslik või sisaldab sünteetilisi imitaatoreid ja lisaaineid. Enantiomeerne analüüs näitas, et toiduainete mikrolaineahjus töötlemine erinevalt tugevast termilisest töötlemisest ei too kaasa aminohapete ratsemiseerumist. Kõik kääritamisprotsessidele allutatud piimatooted sisaldavad aga palju (mittetoksilist) D-alaniini ja D-asparagiinhapet, piimhappebakterite jääkaineid.

Looduslikes rasvades on ülekaalus rasvhapete cis-isomeerid. Hiljuti leiti, et trans-isomeerid suurendavad LDL-i ja vähendavad kõrge tihedusega lipoproteiinide sisaldust veres, mis võib kaasa aidata ateroskleroosi tekkele. Kõigi rasvhapete isomeeride gaaskromatograafilise eraldamise ja analüüsimise tehnika väljatöötamine sundis tootjaid vähendama margariinis küllastumata hapete trans-isomeeride sisaldust mitu korda.

Mõnedes juustudes on gaasikromatograafia abil tuvastatud palju soovimatuid füsioloogiliselt aktiivseid biogeenseid amiine ja need juustud on keelatud. Jaapanis kasutatakse L-trüptofaani toiduainetes, mis on saadud geenitehnoloogia ja biotehnoloogia abil. Ja kui tuhandetel inimestel diagnoositi varem tundmatu haigus ja kümned haiged surid, tehti kromatograafiliste meetoditega kindlaks, et need traagilised tagajärjed on põhjustatud mürgiste saasteainete olemasolust trüptofaanis (avastati 60 lisandit). Veinid, konjakid ja muud alkoholi sisaldavad tooted allutatakse gaasikromatograafilisele analüüsile.

Nüüd tagasi võltsvõi juurde. Seal on selline õli - "Talupoeg". Näeb välja nagu õli nagu õli. Lõhnab nagu või. Maitsev. Alustuseks otsustati kontrollida, kui palju triglütseriide see sisaldab. Pärisõlis on triglütseriidid kõigi lipiidide massi järgi enamus. Keskmiselt - 98%. Kontrollimiseks kasutame õhukese kihi kromatograafia meetodit. Kasutame Sorbfil plaate. Kromatograafiline süsteem on kõige lihtsam - benseen.

Jaotuskromatograafia. Paberkromatograafia. Settekromatograafia. Osit (välistus)kromatograafia mõiste. Geelkromatograafia.

Jaotuskromatograafia.

kromatograafiline meetod, mille puhul statsionaarne (statsionaarne) faas seotakse keemiliselt statsionaarse kandja pinnaga. Liikuv faas on vedelik, mis toimib lahustina, või gaas (gaaskromatograafia). Eraldumine toimub eraldatavate ainete polaarsuse erinevuse tõttu. Jaotuskromatograafias immutatakse kandja ühe lahustiga ("statsionaarne lahusti") ja teine ​​lahusti ("liikuv") juhitakse läbi kandekonni. Kõige sagedamini võetakse liikumatuks lahustiks vett või muid polaarseid vedelikke (väävelhape, metüülalkohol jne); liikuva lahustina - vähempolaarsed vedelikud, mis ei segune kõigis vahekordades esimesega. Osa uuritud ainete segust, mis on lahustatud liikuvas lahustis, süstitakse kolonni ja pärast lahuse imendumist kolonni ülemisse ossa pestakse kolonni puhta liikuva lahustiga. Pesemise käigus jaotuvad segu ained pidevalt ümber kahe segunematu vedela faasi vahel. Kuna segu erinevatel komponentidel on erinevad jaotuskoefitsiendid, siis on ka üksikute komponentide liikumiskiirus erinev. Suurima jaotuskoefitsiendiga segu komponendil on suurim liikumiskiirus: C

C = fikseeritud

need. lahustunud aine kontsentratsiooni suhe liikuvas faasis ja selle kontsentratsiooni statsionaarses faasis.

Üks peamisi tingimusi segu jaotuskromatograafia abil selge eraldumise saavutamiseks on segu komponentide ja kandja vahelise interaktsiooni puudumine. Kui see tingimus on täidetud, toimub segu täielik eraldumine kolonni pesemisel. Jaotuskromatograafia jaoks sobivate kandjate arv on äärmiselt piiratud. Enam-vähem rahuldavad omadused on sellistel kandjatel nagu spetsiaalselt valmistatud silikageel, puhastatud tärklis, tselluloos.

Paberkromatograafia.

võetakse 30-50 cm pikkune ja 1,5 cm laiune filterpaberi riba, mille ühele otsale kantakse tilk analüüsitavate ainete segu teatud kaugusel servast. See paberi ots kastetakse seejärel vanni, mis sisaldab veega küllastunud orgaanilist lahustit. Lahusti aeglasel liikumisel läbi paberi pooride toimub segu ainete pidev ümberjaotumine kahe vedela faasi vahel. Kui segu erinevatel komponentidel on erinevad jaotuskoefitsiendid, siis on segu üksikute komponentide edasiliikumise kiirus erinev. Mobiilse lahusti liikumine paberil võib olla kas alla- või ülespoole. Pärast kromatograafia lõppu pabeririba kuivatatakse ja seejärel arendatakse reagendiga, mis annab värvireaktsiooni analüüsitavate ühenditega. Saadud kromatogramm on värviliste laikude kogum, mis on paigutatud teatud järjekorras piki pabeririba.

Riis. 22. A - tõusev kromatogramm; B - kahanev kromatogramm; 1 - anum kromatograafia jaoks; 2 - reservuaar lahustiga; 3 - kromatograafiline paber; 4 - lähtepunktid; 5 - eraldatud komponendid; 6 - lahusti esiosa.

Alla kromatograafias liigub lahusti anuma ülaosas olevast lahustireservuaarist mööda paberit alla. Sel viisil saab üksikuid komponente elueerida. Levinuimad lahustisüsteemid on: CH3COOH-H2O (15:85 maht), 1-butanool - CH3COOH-H20 (4:1:5), 2-propanool - NH3 (konts.) - H2O (9:1:2) , 1-butanool - 1,5 n. NH3 (1:1), fenool - vesi jne. Liikuva faasi koostis valitakse tavaliselt eksperimentaalselt või paberkromatograafia käsiraamatutes või monograafiates toodud andmete põhjal.

Settekromatograafia- kromatograafia meetod, mis põhineb eralduvate ainete võimel moodustada halvasti lahustuvaid ühendeid erinevate lahustuvusproduktidega. Statsionaarne faas on inertne kandja, mis on kaetud sademekihiga; liikuvas faasis olevad eraldatud ained interakteeruvad sadeainega ja moodustavad halvasti lahustuvaid aineid - sade. Lahusti edasisel läbimisel toimuvad need omakorda: nende sademete lahustumine, aine ülekandmine mööda statsionaarse faasi kihti, uuesti sadestumine jne. Sel juhul on sademe liikumiskiirus mööda statsionaarset faasi. faas on võrdeline selle lahustuvusproduktiga (PR). Kromatogramm on sel juhul sademete jaotus kandekihis. Näiteks võib tuua halogeniidioonide eraldamise hõbesoolaga immutatud kandjal (silikageel, tselluloos jne). Sademete eraldamiseks on võimalik kasutada nende ebavõrdset lahustuvust erinevates lahustites või erineva ioontugevusega lahustes. Seda rakendatakse nii veerus kui ka tasapinnalises versioonis.

Geelfiltratsioon või suuruseralduskromatograafia(sõel, geelpermeatsioon, geelfiltratsioonkromatograafia) - kromatograafia liik, mille käigus eraldatakse ainete molekulide suurused nende erineva võime tõttu statsionaarse faasi pooridesse tungida. Sel juhul lahkuvad kolonnist esimesena suurimad molekulid (suurem molekulmass), mis on võimelised tungima statsionaarse faasi minimaalse arvu pooridesse. Viimasena tulevad välja väikeste molekulidega ained, mis tungivad vabalt pooridesse. Erinevalt adsorptsioonkromatograafiast jääb geelfiltrimisel statsionaarne faas keemiliselt inertseks ega interakteeru eraldatavate ainetega. Kolonni sisestatakse proovilahus, mille maht on kromatograafia kvaliteedi jaoks piirav. Analüütilise eraldamise korral ei tohiks see ületada 0,1% CV-st (kolonni kogumaht) ja preparatiivse puhastamise korral ei tohiks see ületada 8-10% CV-st. Kolonn on täidetud pulbriga, mille osakestel või graanulitel on teatud läbimõõduga poorid. Graanulite vahelt läbivad makromolekulaarsed ained, mis ei satu pooridesse, mistõttu nende retentsioonimaht võrdub kolonni mahuga, millest on lahutatud statsionaarse faasi maht (nn vaba maht). Nad elueeruvad kõigepealt. Keskmise suurusega molekulid mahuvad sorbendi pooridesse, kuid mitte täielikult. Seetõttu on nende peetumismaht veidi suurem kui vaba maht. Nad elueeruvad teisena. Kõige väiksemad molekulid sisenevad vabalt pooridesse koos lahusti molekulidega. Seetõttu on nende peetumismaht kolonnis palju suurem kui vaba maht ja läheneb kolonni kogumahule (st 100% CV). Nad elueeruvad viimasena.

Kvalitatiivne keemiline analüüs. Kvalitatiivsete analüüsimeetodite klassifikatsioon (fraktsionaalne ja süstemaatiline, makro-, poolmikro-, mikro-, ultramikroanalüüs). Kvalitatiivses analüüsis kasutatavad analüütilised reaktsioonid ja reaktiivid (spetsiifiline, selektiivne, rühm). Kvalitatiivse analüüsi kasutamine farmaatsias.

Kvalitatiivne analüüs- analüüsitavate ainete komponentide identifitseerimine (avastamine) ja nende sisalduse ligikaudne hinnang ainetes ja materjalides. Komponentideks võivad olla aatomid ja ioonid, elementide ja üksikute nukliidide isotoobid, molekulid, funktsionaalrühmad ja radikaalid, faasid jne.

Meetodite klassifikatsioon Analüüsimeetod valitakse sõltuvalt aine eeldatavast sisaldusest ja rakendatud reaktsiooni avastamispiirist. Praegu kasutatakse õppelaborites kvalitatiivse keemilise analüüsi õppimisel poolmikroanalüüsi.