5.2. Хроматографические параметры

Хроматограмма (зависимость сигнала детектора от времени) состо- ит из следующих частей (рис. 5.2): 1 – нулевая линия, полученная при регистрации сигнала детектора; 2 – пик несорбирующегося компонента; 3 – пик, полученный при регистрации сигнала во время выхода опреде- ляемого компонента.

Рис. 5.2. Общий вид хроматограммы

Пик ограничивается фронтом, соответствующим возрастанию кон- центрации компонента до максимальной, и тылом, отвечающим убыва- нию концентрации компонента. Расширение полосы компонента по ме- ре прохождения ее через колонку, ведущее к получению широкого хро- матографического пика, называют размытием пика. Размытие может быть симметричным и асимметричным (образуется пик с размытым фронтом или с размытым тылом). Степень размывания хроматографи-

172

ческого пика определяет эффективность колонки. Чем эффективнее ко- лонка, тем уже пик, тем большее число компонентов можно разделить за более короткое время (время анализа сокращается).

Рис. 5.3. Кривая элюирования

Рассмотрим основные хроматографические параметры, характери- зующие поведение вещества в колонке (рис. 5.3):

1) tR – время удержания (элюирования) от момента ввода до мак- симума пика.

Время удержания складывается

SmR ttt , (5.1)

где tm – время пребывания вещества в подвижной фазе; ts – в неподвиж- ной фазе.

tR – не зависит от количества пробы, а зависит от природы веще- ства и сорбента, а так же упаковки сорбента.

Для характеристики истинной удерживающей способности вводят исправленное время удержания

R t

mRR ttt ; (5.2)

2) VR – удерживаемый объем подвижной фазы, который нужно пропустить через колонку, чтобы элюировать вещество

FtV RR

, (5.3)

где F – объемная скорость потока, см 3 /c;

3) Vm – объем подвижной фазы между точкой ввода пробы и точ- кой ее обнаружения для вымывания не сорбируемого компонента (мертвый объем):

FtV mm

. (5.4)

Мертвый объем включает: свободный объем колонки, объем доза- тора, детектора и коммуникации между ними;

173

4) соответственно исправленный объем:

mRR VVV . (5.5)

При постоянных условиях (скорость потока, давление, температу- ра, состав фаз) значения tR и VR строго воспроизводимы и могут быть использованы для идентификации веществ;

5) количество вещества можно найти по площади под кривой элюирования

0

cdm , (5.6)

где c – концентрация; 6) полезным параметром в хроматографии может быть коэффи-

циент удержания

R

m

R

m

m

R

V V

t t

tL tL

R . (5.7)

Это отношение скорости движения вещества к скорости движения в подвижной фазе, где L – длина колонки.

Величина R показывает, какую долю времени вещество находится в подвижной фазе.

mSSm

m

tt1 1

tt t

R . (5.8)

Для неудерживаемого вещества tR = tm и R = 1, если tm = ts, то R = 0,5;

7) процесс распределения вещества между двумя фазами харак- теризуют коэффициентом распределения:

mS ccD ;

8) коэффициент емкости

m

S

mm

SS

m

S

V V

D Vc Vc

t t

K . (5.9)

Коэффициент емкости К' варьируется от 1,5 до 4. Если K' мало, то вещество слабо удерживается и продвигается по

колонке с той же скоростью, что и подвижная фаза. Если K' велико, то время пребывания вещества в колонке будет

большим и анализ потребует много времени. Исправленный удерживаемый объем связан с коэффициентом рас-

пределения D

174

SmRR DVVVV . (5.10)

Выше перечисленные уравнения – основные уравнения хромато- графии.

Важной характеристикой в бумажной распределительной хромато- графии является величина Rf

ff xxR , (5.11)

где х – смещение зоны компонента; хf – смещение фронта растворителя. При идеальных условиях коэффициент Rf определяется только приро- дой вещества, параметрами бумаги и свойствами растворителей. При достаточном постоянстве условий опыта и не слишком больших колебаниях в составе смеси этот коэффициент постоянный и может быть использован для идентификации компонента смеси. Качественный состав пробы в методе бумажной распределительной хроматографии может быть установлен по специфической окраске отдельных пятен на хроматограмме либо по числовому значению Rf каждого компонента. Количественные определения в распределительной хроматографии вы- полняются по хроматографическим характеристикам (площадь пятна на хроматограмме и интенсивность его окраски) либо по методу вымыва- ния. В последнем случае хроматограмму разрезают на отдельные части по числу пятен, каждое пятно обрабатывают соответствующим экстра- гентом и определяют количество экстрагированного вещества любым подходящим методом, например фотометрическим, полярографиче- ским.