ОБЩИЙ МЕХАНИЗМ РАЗДЕЛЕНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ МЕТОДОМ ЭЛЮЕНТНОЙ (ПРОЯВИТЕЛЬНОЙ) ХРОМАТОГРАФИИ

Исследуемый раствор (смесь веществ А и В) вводят в верхнюю часть колонки (рис. 1а). Происходит перемещение и распределение разделяемых веществ вдоль колонки с различными скоростями. Количественное распределение разделяемых веществ между подвижной и неподвижной фазами описывается константной, называемой коэффициентом равновесного распределения:

K = C_s / C_m, (1)

где C_s - концентрация вещества в неподвижной фазе; C_m - концентрация вещества в подвижной фазе. Поэтому каждое вещество А и В будет характеризоваться своим коэффициентом распределения:

K(A) = C_s(A) / C_m(A) и K(B) = C_s(B) / C_m(B). (2)

При непрерывном пропускании растворителя происходит многократное перераспределение молекул веществ А и В между подвижной и неподвижной фазами. Средняя скорость перемещения вещества зависит от времени его пребывания в подвижной фазе и от его способности сорбироваться в неподвижной фазе. Если скорости перемещения компонентов А и В достаточно различаются, то на выходе из колонки сначала появляется наименее сорбируемый компонент А, а затем компонент В. В конце колонки помещается детектор, реагирующей на изменение концентрации веществ А и В.

На рис. 1б представлена идеализированная хроматограмма смеси двух веществ А и В. По оси абсцисс отложено время хроматографирования (можно отложить объем элюата), по оси ординат - аналитический сигнал, зависящий от концентрации веществ А и В в элюате. Каждый пик соответствует определенному веществу, а высота или площадь пика позволяет определить его концентрацию. Поэтому хроматограммы используют как в качественном, так и количественном анализе.

Процесс вымывания из колонки растворенных веществ чистым растворителем называется элюированием. В ходе элюирования компоненты выделяются отдельными зонами, которые изолированы друг от друга чистым элюентом.

При хроматографировании одновременно происходит разделение веществ и размывание хроматографических пиков разделяемых веществ. Последнее явление приводит к ухудшению определения качественного и количественного состава разделяемой смеси. Имеется несколько теорий хроматографического процесса, объясняющих причины размывания пиков и позволяющих прогнозировать эффективность разделения веществ. Среди теорий существенное значение имеет кинетическая теория, которая основное внимание уделяет кинетике процесса, связывая его с диффузией, медленным установлением равновесия и неравномерностью процесса.