Referatas
ChromatografijaVilnius
2003
ChromatografijaViena iš chemijos ir biochemijos užduočių yra atskirti sudedamąsias
dalis iš įvairių gamtinių mišinių arba jas atskirti po cheminės ar
mikrobiologinės sintezės. Mišinių sudėtis dažnai labai sudėtinga:
sudedamosios dalys būna panašios sandaros, panašių cheminių ir fizikinių
savybių. Tokiems mišiniams suskaidyti į sudedamąsias dalis taikomi įvairūs
cheminiai ir fizikiniai metodai. Nuo šių metodų efektyvumo prilklauso
atskirtųjų medžiagų grynumas. Medžiagų atskyrimas, gryninimas ir valymas
yra nepaprastai svarbūs ir pramonėje, ir laboratorijose. Pavyzdžiui,
cukraus atskyrimas iš cukrinių runkelių ir cukrašvendrių, vaistinių
medžiagų atskyrimas iš augalinių ir gyvulinių žaliavų, baltymų atskyrimas
iš kraujo ir kt.
Yra žinoma daug atskyrimo metodų. Tai sedimentacija, ekstrahavimas,
dekantavimas, filtravimas, kristalizavimas, distiliavimas. Tačiau dauguma
šių klasikinių metodų yra nepakankamai efektyvūs, ypač kai reikia atskirti
individualias medžiagas (baltymus, amino rūgštis, pigmentus, sacharidus ir
kt.) iš gamtinių junginių mišinių. Todėl, be minėtų metodų, įvairiems
mišiniams atskirti dažnai taikoma chromatografija, elektroforezė ir
centrifugavimas.
Atrankinių analizinių reakcijų yra nedaug. Todėl prieš kokybinę ir
kiekybinę analizę reikia atskirti nustatomuosius junginius (komponentus).
Tarp įvairių metodų, naudojamų medžiagoms atskirti ir analizei, svarbią
vietą užima chromatografiniai metodai. Chromatografija paplito dėl
atrankumo, paprastumo, analizės atlikimo spartos. Derinant chromatografiją
su kitais analizės metodais, galima automatizuoti analizinę kontrolę.
Svarbu ir tai, kad chromatografiniai metodai universalūs, t.y. juos galima
taikyti kietiems, skystiems, dujiniams neorganiniams ir organiniams
junginiams atskirti bei jų kiekiui nustatyti, be to, yra labai platus
nustatomųjų medžiagų koncentracijų, intervalas. Chromatografija naudojama
ir junginiams atskirti, ir analizei. Be adsorbcinės chromatografijos
neįmanoma įsivaizduoti gamtinių. junginių chemijos (vitaminų, hormonų
gamybos), be jonų mainų chromatografijos — baltyminių medžiagų atskyrimo.
Dujų ir didelio slėgio skysčių chromatografija — tai vieni svarbiausių
kontrolės metodų chemijos ir biochemijos pramonėje.
Chromatografija pagrįsta sorbciniais vyksmais esant dinaminėms
sąlygoms: per kolonėlę, pripildytą susmulkinto nejudančio sorbento
(nejudančiosios fazės), leidžiamas dujų, garų ar tirpalo srautas
(judančioji fazė). Dėl skirtingų mišinio sudedamųjų dalių savybių
(skirtingos adsorbcijos gebos, pasiskirstymo tarp dviejų nesimaišančių
skysčių ir kt.) mišinys suskaidomas į sudedamąsias dalis, kurios toliau
analizuojamos atskirai. Pagal eksperimento atlikimo metodiką skiriami šie
atskyrimo būdai: eliuavimas, frontalinis ir išstūmimo.
Chromatografiškai atskiriant eliuavimo būdu, per kolonėlę, pripildytą
sorbento, leidžiamos grynos dujos (tirpiklis) E, kurios beveik
nesiadsorbuoja ant pasirinkto sorbento (arba netirpsta nejudančiame
skystyje). Po to, nenutraukus judančiosios fazės E srauto, į viršutinę
kolonėlės dalį per dozavimo įrenginį įleidžiamas nedidelis kiekis
analizuojamojo mišinio (X+Y), kuris išplaunamas nenutrūkstamu judančiosios
fazės E srautu. Iš pradžių iš kolonėlės ištekančio judančiosios fazės E
sraute pasirodo silpniausiai besiadsorbuojantis mišinio komponentas X, po
to — gryna judančioji fazė E, paskui — stipriau besiadsorbuojantis
komponentas Y, vėl judančioJi fazė E ir t.t. Jei ordinačių ašyje atidėsime
kurią nors ištekančio dujų (skysčio) srauto savybę, priklausančią nuo jo
sudėties, o abscisių ašyje — praleisto per kolonėlę srauto tūrį arba
trukmę, tai gausime eliuavimo grafiką, vadinamąją chromatogramą.
Eliuavimas dažniausiai naudojamas dujų, dujų-skysčių chromatografijoje.
Šiuo būdu galima visiškai atskirti visus mišinio komponentus, nes tarp
kiekvieno išplaunamo komponento susidaro grynų dujų (tirpiklio) zona.
Eliuavimo trūkumas tas, kad labai praskiedžiama, nes vartojama daug
judančiosios fazės, ir atskirtų. komponentų koncentracija būna daug kartų
mažesnė už pradinę.
Frontaliniu būdu atskiriama taip: tiriamasis mišinys (X+Y), ištirpintas
nesiadsorbuojančiose dujose (tirpiklyje) E, tolydžiai tiekiamas į viršutinę
kolonėlės, pripildytos sorbento, dalį ir ištekančiame sraute registruojamos
visos komponentų frakcijos. Jei mišinys sudarytas iš keleto komponentų, tai
chromatogramoje gaunama keletas pakopų. Pirmiausia iš kolonėlės ištekės
grynos dujos (tirpiklis) E, nes X ir Y adsorbuosis. Kai sorbentas
prisisotina silpniau besiadsorbuojančio komponento X, tada iš kolonėlės su
dujomis (tirpikliu) E pradeda tekėti
komponentas X. Pagaliau, sorbentui
prisisotinus komponento Y, iš kolonėlės su dujomis (tirpikliu) E pradeda
tekėti komponentų mišinys (X+V). Nesant trečio komponento, per sorbento
sluoksnį pradės tekėti mišinys, sudarytas iš pradinių medžiagų.
[pic]
Frontalinis būdas naudojamas rečiau, nes grynas gaunamas tik
silpniausiai adsorbuojamas komponentas. Kiti komponentai neatsiskiria.
Todėl šiuo būdu valomos tos medžiagos, kurių priemaišos adsorbuojasi