1
HROMATOGRAFIJA
Osnovi instrumentalne analize
Profesor
Student
dr Biljana Abramović
Raško Pantić 533/11
2
Sadržaj
Uvod
3
Adsorpciona hromatografija
4
Podeona (particiona) hromatografija
6
Podeona (particiona) hromatografija na tankom sloju
7
Jonoizmenjivačka hromatografija
8
Gasna hromatografija
11
Tečna hromatografija
13
Tečna hromatografija visokih performansi (HPLC)
13
Literatura
15
4
Adsorpciona hromatografija
Razdvajanje komponenata iz smeše adsorpcionom hromatografijom vrši se na osnovu
sposobnosti stacionarne faze da različito adsorbuje komponente smeše. Kao stacionarna faza
koriste se čvrste supstance – adsorbensi – koje su porozne i imaju veliku aktivnu površinu, a
samim tim i površinsku energiju koju teže da smanje, tako što privlačnim silama vezuju
molekule ili jone iz gasova ili tečnih rastvora. Pri adsorpciji komponenata iz gasne smeše
razlikuju se fizička i hemijska adsorpcija koje se opisuju
Langmuirovom
(3) i
Freundlichovom
(4)
adsorpcionom
izotermom.
V= bPV
max
/1+bP
(3)
x/m= kP
1/n
(4)
gde je
P - ravnotežni pritisak gasa
V – zapremina adsorbovanog gasa
V
max
– kapacitet adsorbensa (maksimalna zapremina adsorbovanog gasa)
x – broj molova adsorbovanog gasa
m – masa adsorbensa
b, k, n – karakteristične konstante koje zavise od prirode adsorbensa, adsorbata i temperature
Fizička adsorpcija se zasniva na uspostavljanju elektrostatičkih (dipol-dipol, Van der
Waalsovih) i vodoničnih veza između stacionarne faze i komponenti, a pri hemisorpciji dolazi do
stvaranja hemijskih veza usled čega se na površini adsorbensa obrazuje monomolekulski sloj
adsorbata. Jednačina (4) se može primeniti i na adsorpciju supstanci iz razblaženog rastvora,
ako se pritisak zameni ravnotežnom koncentracijom adsorbujuće supstance.
Adsorpcija
je pojava pri kojoj se na graničnoj površini između dve faze menja
koncentracije date komponente. Kod adsorpcione hromatografije, gde se komponente
raspodeljuju između čvrste i tečne faze, koncentracija rastvorene komponente biće veća u
graničnom sloju uz čvrstu fazu, nego u unutrašnjosti rastvora.
Adsorpciona hromatografija se naj
č
eš
ć
e izvodi u koloni koja je ispunjena adsorbensom. Na
vrh kolone nanosi se mala koli
č
ina analizirane smeše (smeša komponenata A i B kao na slici 1),
zatim se kroz kolonu vrši eluiranje, odnosno kontinuirano propuštanje mobilne faze
č
ime se
postiže razdvajanje komponenata.
5
Slika 1.
Adsorpciona hromatografija u koloni
Komponente smeše se selektivno adsorbuju na adsorbensu. Jednu komponentu adsorbens više
adsorbuje (onu koja ima ve
ć
i koeficijent raspodele, komponentu A, slika 1), a drugu manje (onu
koja ima manji koeficijent raspodele, komponentu B. Ako je u pitanju adsorpciona
hromatografija na koloni, komponenta koju adorbens više adsorbuje nalazi
ć
e se pri vrhu
kolone, dok
ć
e se komponenta za koju adsorbens ima manju mo
ć
adsorpcije spustiti dublje u
kolonu. Ako se vrednosti koeficijenata raspodele ispitivanih komponenata dovoljno razlikuju,
može se posti
ć
i njihovo potpuno razdvajanje i pri procesu eluiranja iz kolone prvo izlazi
komponenta B, koja se slabije vezuje za adsorbens.
Adsorbensi mogu biti
nepolarni
(aktivni ugalj, polistiren-divinilbenzen), ili
polarni
(silika-gel, koji
sadrži kisele grupe i aluminijum-oksid- koji sadrži bazne grupe).
Kada se razdvajanje komponenata u adsorpcionoj koloni završi, njihove zone se mogu
odvojiti jedna od druge rezanjem delova kolone koja je prethodno pažljivo izvanena iz cevi.
Nakon ovoga komponente se mogu ekstrahovati iz adsorbensa pogodnim rastvaračem, a zatim
analizirati pogodnim fizičkohemijskim metodama kvalitativne i kvantitativne analize. Još
jednostavniji način njihovog razdvajanja je da se eluiranje nastavi do izlaska svih komponenata
iz kolone, a sve pojedinačne frakcije istih zapremina se sakupljaju pomoću tzv, frakcionog
kolektora i posle toga analiziraju (slika 2).
Slika 2.
Razdvajanje komponenata smeše postupkom eluiranja
