Распределительная хроматография на бумаге (бумажная хроматография)

Кроме обычных носителей, используемых для заполнения колонок, в распределительной хроматографии применяют специфический носитель, позволяющий обходиться вообще без колонки. Таким носителем является специальная хроматографическая бумага, а методика, основанная на ее применении, получила название распределительной хроматографии на бумаге или распределительной бумажной хроматографии. Во многом она сходна с хроматографией в тонком слое (ТСХ). Бумажную хроматографию, как и хроматографию вообще, можно разделить на:

· Распределительную

· Адсорбционную

· Ионообменную

· Препаративную

· Аналитическую.

В распределительной бумажной хроматографии можно выделить:

· нормальную

· обращённо-фазную хроматографию. [2]

По технике выполнения различают следующие виды бумажной хроматографии:

· Одномерную

· Двумерную (хроматографирование производят дважды во взаимно противоположных направлениях: после обработки пробы одним растворителем хроматограмму поворачивают на 90° и хроматографируют вторично уже другим растворителем)

· Круговую

· Электрофоретическую[2]

Рис 4. I – линия старта;

II – линия фронта;

1 – длина пятна;

2 – отрезок от линии старта до пятна;

3 – отрезок от линии старта до центра пятна - ;

4 – отрезок от линии старта до линии фронта - .

Важной характеристикой в бумажной распределительной хроматографии, так же как и в ТСХ, является Rf=x/Xf, где х — смещение зоны компонента; хf — смещение фронта растворителя. Методика определения Rf в бумажной хроматографии не отличается от соответствующей методики в ТСХ, основанной на измерениях в соответствии с рис. 1. В начальный момент времени хроматографируемая проба наносится на начальную (стартовую) линию бумажной полоски и подвергается действию подвижной фазы (растворителя). Если компоненты окрашены, через некоторое время на хроматограмме можно будет видеть отдельные цветные пятна. Первый компонент будет иметь Rf1=x1/xf, второй —R f2=X2/Xf и т. д.[2]

При идеальных условиях коэффициент Rf определяется только природой вещества, параметрами бумаги и свойствами растворителей, но не зависит от концентрации вещества и присутствия других компонентов. В действительности коэффициент Rf в некоторой степени оказался зависящим от этих факторов и техники эксперимента. [2]

Хроматографическая бумага должна быть химически чистой, нейтральной, инертной по отношению к компонентам раствора и подвижному растворителю и быть однородной по плотности. Имеют значение также такие свойства, как структура молекул целлюлозы в бумаге, набухаемость, ориентация волокна и другие, влияющие на скорость движения растворителя и на иные характеристики процесса. [2]

В атмосфере водяных паров бумага поглощает значительное количество влаги (до 20 .25 % своей массы), поэтому, когда неподвижной жидкой фазой является вода, никакого дополнительного увлажнения бумаги не делают. При выборе в качестве неподвижной фазы некоторых органических веществ, гидрофильную бумагу превращают в гидрофобную, пропитывая ее растворами различных гидрофобных веществ (парафина, растительного масла и др.).[2]

В выбранных растворителях компоненты пробы должны иметь разную растворимость, иначе разделения вообще не произойдет. В растворителе, являющемся подвижной фазой, растворимость каждого компонента должна быть меньшей, чем в растворителе неподвижной фазы, но все же составлять вполне заметное значение. Это ограничение связано с тем, что если растворимость вещества будет очень велика, вещество будет двигаться вместе с фронтом растворителя, а если растворимость будет очень мала, вещество останется на начальной линии.[2]

Для разделения водорастворимых веществ в качестве подвижной фазы обычно берут органический растворитель, а в качестве неподвижной — воду. Если вещество растворимо в органических растворителях, вода используется уже в качестве подвижной фазы, а органический растворитель является неподвижной фазой. Это так называемый метод обращенных фаз.[2]

К растворителям обычно предъявляются следующие требования:

· растворители подвижной и неподвижной фаз не должны смешиваться

· состав растворителя в процессе хроматографирования не должен изменяться

· растворители должны легко удаляться с бумаги

· быть недефицитными и безвредными для человека.[2]

Индивидуальные растворители в распределительной хроматографии используют относительно редко. Чаще для этой цели употребляют смеси веществ, например бутилового или амилового спирта с метиловым или этиловым, насыщенные водные растворы фенола, крезола и др., смеси бутилового спирта с уксусной кислотой, аммиаком и т. д. Применение различных смесей растворителей позволяет плавно изменять Rf и тем самым создавать наиболее благоприятные условия разделения.[2]