Перейти на главную страницу
Томский политехнический университет
Химико-технологический факультет
Кафедра ФАХ
Реферат
Выполнила ст.5а54
Бузанова А.Г.
Проверила доц. Чернышова Н.Н
ТОМСК-2008
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Тонкослойная хроматография 4
1.1 Общее описание 4
1.2 ТСХ-пластинки и сорбенты 4
1.3 Нанесение образца 5
1.4 Проявление хроматограммы 5
1.5 Просмотр хроматограммы 6
1.6 Использование ТСХ в качественном анализе 7
1.7 Выбор проявляющего растворителя (подвижной фазы) 7
1.8 Препаративная тонкослойная хроматография 8
Глава 2. Хроматография на бумаге. 9
2.1 ”Бумажная” хроматография 9
2.2 Двумерная хроматография на бумаге 10
2.3 Методы проявления хроматограмм 10
2.4 Приготовление подвижной фазы 11
2.5 Нанесение вещества 12
2.6 Проявление 12
2.7 Обработка хроматограммы 12
Список литературы 13
Метод плоскостной хроматографии в настоящее время широко используется в различных областях науки и техники. Плоскостная хроматография включает в себя тонкослойную и бумажную хроматографию.
Рассмотрим для начала методы и особенности тонкослойной хроматографии, а затем перейдём к бумажной хроматографии и проведём сравнительный анализ этих двух методов.
Метод тонкослойной хроматографии (ТСХ) нашёл широкое применение и получил развитие вследствие ряда его преимуществ: быстрота выполнения анализа, относительная простота метода, экономичность и универсальность. Метод используют для разделения и анализа микроколичеств веществ разнообразного происхождения, определения примесей с органических соединениях, качественной и количественной оценки примесей в продуктах пищевой и химической промышленности.
Возникнув первоначально как качественный метод, хроматография в тонких слоях начинает с успехом использоваться для полуколичественного и количественного определения и анализа органических соединений.
Тонкослойная хроматография или, как её часто называют, метод хроматографии в тонком слое адсорбента к настоящему времени получила всеобщее признание. Тонкослойную хроматографию с успехом применяют в различных областях органической, аналитической и биологической химии для анализа примесей в различных технических смесях и материалах, в фармацевтической и нефтеперерабатывающей промышленности, технологии пластических масс, сельском хозяйстве.
Метод тонкослойной хроматографии был предложен в 1938 г. Н. А. Измайловым и М. С. Шрайбер для разделения и анализа в тонком слое окиси алюминия некоторых алкалоидов из экстракта лекарственных растений. Потребовалось, однако, ещё более двадцати лет, прежде чем этот метод получил всеобщее признание. С выходом в свет работы Шталя начинается новый этап в развитии хроматографии в тонких слоях. Тонкослойная хроматография становится одним из основных методов органической химии для анализа самых разнообразных органических соединений [3, c.4].
Хроматография на бумаге оказалась исключительно ценным способом исследования весьма малых количеств многих органических веществ, особенно в области биологической химии. Применение этого способа для разделения аминокислот, содержащихся в продуктах гидролиза белков, для изучения состава различных природных веществ и т. п. дало такие результаты, которые невозможно было получить каким-либо иным путём. [2, c.233]
Рис.1 Тонкослойная хроматография.
Разделяемую смесь, растворенную в соответствующем растворителе, наносят в виде капель на пластинку (рис 1, б) и после испарения растворителя помещают пластинку в проявительную камеру (рис 1, в), в которую налито немного растворителя. Растворитель поднимается по слою сорбента под действием капиллярных сил. При этом различные соединения, находящиеся в смеси, поднимаются с разными скоростями в зависимости от их сродства к сорбенту. По достижении растворителем верхнего слоя сорбента соединения в идеальном случае должны полностью разделиться (рис. 1, г). Процесс разделения – это одна из форм жидкостно-адсорбционнй хроматографии.
Одноразовые пластинки дают лучшее разрешение, чем пластинки многоразового использования. Причем для большинства разделений вполне достаточна пластинка высотой 5 см. При работе с ними отрезают полоску размером 5 Х 20 см, проводят карандашом слабую линию на расстоянии 5 мм от длинной нижней кромки, чтобы указать, уда наносить капли образца, и затем нарезают куски соответствующего размера.
Готовые пластинки имеют определенную активность, обычно от II до III степени; их следует хранить над силикагелем.
Место нанесения капель в зависимости от размера пластинки должно быть на расстоянии 1 см от нижнего края на больших (5 Х 20 см) пластинках и около 5 мм на маленьких одноразовых пластинках. Важно также наносить капли достаточно далеко от нижнего края (рис. 1,б и в), чтобы они не погружались в проявляющий растворитель.
Хроматограмму проявляют погружением нижнего края пластинки в проявляющий растворитель в сосуде соответствующего размера (рис. 1, в). Большие пластинки проявляют в специальных камерах (20 Х 5 см), а маленькие – в широкогорлых бутылях с завинчивающимися крышками. Камеру изнутри следует частично выложить фильтровальной бумагой, которая погружалась бы в растворитель, чтобы создать атмосферу, насыщенную парами растворителя, и свести к минимуму испарение с пластинки. При проявлении хроматограммы сначала залейте в банку столько растворителя, чтобы пятно образца оказалось над его поверхностью, а затем опустите в банку пластинку, стараясь расположить ее вертикально.
Это легко проделать с большими пластинками, но с маленькими легкими одно разовыми пластинками необходимо обращаться с большей осторожностью, используя щипцы или пинцет, для опускания и вынимания их из камеры. На время проявления камера должна оставаться закрытой. Когда фронт растворителя поднимется почти до верха пластинки, выньте ее из камеры и сразу же карандашом или шпателем отметьте положение фронта растворителя. Высушите пластинку в вытяжном шкафу.
Наиболее употребительный метод – введение в слой сорбента неорганического флуоресцентного агента (0,5 %). В продаже имеются такие одноразовые пластинки. При освещении такой пластинки УФ-лампой (254 нм) сорбент начинает светиться бледно-зелёным или голубым светом, а органические соединения, которые гасят флуоресценцию, выделяются в виде темных пятен.
Еще один распространенный метод состоит в использовании склянки с иодом. (В качестве склянки можно использовать эксикатор или другую емкость с плотно притертой крышкой). Она представляет собой емкость такого же размера, как и камера для проявления, куда помещено несколько кристалликов иода.
Если сухую проявленную пластинку поместить в камеру на несколько минут, пары иода растворяются в органических пятнах, окрашивая их в коричневый цвет, до тех пор, пока вся пластинка не потемнеет.
Какой бы метод не использовался для визуализации, положение пятен для проведения дальнейших измерений необходимо пометить карандашом или шпателем (рис. 1, г).
Необходимо отметить, что, хотя описанные выше методы в целом довольно эффективны, одни соединения «проявляются» сильнее, другие слабее, а некоторые иногда не видны совсем. Поэтому не принимайте относительную яркость пятен даже в качестве грубой характеристики относительных концентраций в смеси.
Имеется целый ряд реагентов, нанесение которых из пульверизатора на пластинку после проявления хроматограммы, окрашивает соединения определенных классов в различные цвета.
Полярные соединения (спирты, кетоны и.т.п.) сорбируются сильно и поэтому плохо продвигаются при использовании слабых проявляющих растворителей типа гексана, тогда как неполярный углеводород типа нафталина хорошо поднимается по пластинке. Наилучший растворитель приходится находить методом проб и ошибок. Силу растворителя легче всего регулировать, используя смеси сильного и слабого растворителей. Обычно начинают с 1:1-смеси эфира (сильный растворитель) с гексаном или (60 / 80 петролейным эфиром) (слабый растворитель) и затем соответственно меняют соотношение. Очевидно, что, если чистый эфир не способен поднять «пятна» вверх по пластинке, необходимо перейти к более «сильному» растворителю. (Табл. 1)
Таблица 1. Сила некоторых растворителей для хроматографии*
* Приведены значения для хроматографирования на оксиде алюминия, но аналогичный порядок наблюдается и для силикагеля.
В случаях когда разделению препятствует сильное перекрывание двух пятен, даже если они хорошо поднимаются по пластинке (Rf 0,6 – 0,9), можно попытаться улучшить разделение двумя путями: 1) изменением химической природы проявляющего растворителя при сохранении его силы ( это изменит значение k’ - коэффициент распределения и следовательно, α – коэффициент разделения – или 2) изменением природы неподвижной фазы, например заменой оксида алюминия на силикагель и наоборот. На практике при наличии разных пластинок последний путь часто является более эффективным и быстрым.
В случаях, когда смесь содержит несколько полярных и неполярных соединений, может потребоваться двукратное проявление. Сначала смесь проявляют в слабом растворителе для отделения неполярных соединений (полярные остаются на старте), а затем в более сильном растворителе для отделения полярных соединений (неполярные при этом сходятся вместе у фронта растворителя). [4, c.141]
Рис.2. Препаративная химия
Раствор образца наносится в виде полосы вдоль нижней кромки пластинки. Его можно наносить в виде перекрывающихся капель (с помощью пипетки или шприца) или в виде непрерывной линии (с помощью усечённой пастеровской пипетки с ватным тампоном) (рис. 3)
Рис. 3. Нанесение раствора образца на пластинку для препаративной ТСХ.
В обоих методах нанесения требуется направляющее приспособление, приподнятое над поверхностью сорбента. Для нанесения узкой однородной полосы необходима особая тщательность. Если предстоит большой объем работы по препаративной ТСХ, то желательно пользоваться механическим приспособлением для нанесения полос. Оно имеет каретку для перемещения шприца вдоль пластинки, которая автоматически распределяет раствор по ходу передвижения. Чтобы получить узкую полоску, лучше всего нанести несколько тонких полосок одна поверх другой, давая каждой высохнуть перед нанесением последующей.
После проявления пластинки компоненты обычно обнаруживают УФ-методом. Реагенты для опрыскивания и иод разрушили бы образец, поэтому отмечают движение полос, затем соскребают сорбент с пластинки.
Затем соединения извлекают, помещая соскобленный сорбент в стеклянную воронку Шота и добавляя соответствующий растворитель, обычно дихлорметан или этилацетат в зависимости от полярности соединения. [4, c. 183]
Для разделения смеси способом бумажной хроматографии каплю исследуемого раствора наносят на полоску фильтрованной бумаги шириной 15-20 мм и длиной 300-500 мм на расстоянии 20-30 мм от конца. Конец полоски погружают в соответствующий органический растворитель, предварительно насыщенной водой, а весь прибор помещают в герметическую камеру, атмосфера в которой насыщена парами органического растворителя и воды. Движение растворителя вдоль полоски бумаги, происходящее вследствие капиллярных сил, обеспечивает проявление хроматограммы, причем отдельные зоны перемещаются с различной скоростью.
Рис.4. Восходящая хроматография.
«+» Прибор прост, возможна количественная оценка результатов;
«–» Сила тяжести и капиллярные силы действуют в противоположных направлениях; скорость всасывания после подъема до 20 см сильно падает. Применима для веществ, имеющих достаточно большие различия в значениях Rf
«+» - быстрое прохождение подвижной фазы; отсутствие ограничения длины пробега пятен (проточная хроматограмма); возможно разделение веществ с незначительно отличающимися значениями Rf и количественная оценка результатов.
«-» - Прибор сложнее, чем для восходящей хроматографии.
Рис. 5. Нисходящая хроматография
Рис.6. Радиально-горизонтальная хроматография.
«+» - Быстрое выполнение, зоны узки и резко очерчены; большая полнота разделения, чем для первых методов.
«-» - Возможна только качественная оценка результатов; применение «свидетелей» возможно только лишь при так называемом «секретном методе» (т.е. при делении бумаги на секторы).
Расстояние от точки старта до середины пятна вещества
Rf =
Расстояние, пройденное фронтом растворителя от точки старта
Компоненты выбранной системы растворителей смешивают в указанном соотношении в делительной воронке. Две несмешивающиеся фазы доводят при помощи встряхивания до взаимного насыщения; в качестве подвижной фазы выступает органическая.
Метод плоскостной хроматографии в настоящее время широко используется в различных областях науки и техники. Плоскостная хроматография включает в себя тонкослойную и бумажную хромат
15 12 2014
1 стр.
Хроматографические методы исследования (капилярная газовая хроматография (ГХ), высокоэффективная жидкостная хроматография
15 12 2014
1 стр.
А.Құнанбаев, Ш.Құдайбердиев, М.Әуезов шығармаларындағы педагогикалық идеялардың реферат
14 12 2014
2 стр.
15 12 2014
1 стр.
Целью освоения дисциплины является обучение студентов теоретическим и практическим основам хроматографических методов количественного анализа и идентификации веществ
15 12 2014
1 стр.
Технологическая карта самостоятельного изучения теоретического материала (реферат)
17 12 2014
1 стр.
Реферат должен содержать обзор основных положений и примеры конкретных реализаций рассматриваемых вопросов. Рекомендуется более глубокая детализация одного из направлений рассматри
18 12 2014
1 стр.
Данная статья написана как реферат доклада, посвященного опыту компании «Пенетрон-Россия» в разработке, производстве, применении и выработке технических требований к «проникающей г
29 09 2014
1 стр.