Презентация Физико-химические методы анализа. Хроматография онлайн

Содержание слайда: Аналитическая химия II. Физико-химические методы анализа ХРОМАТОГРАФИЯ

Содержание слайда: План лекций Основные понятия Классификация методов История Хроматографические параметры Теоретические основы Основные виды хроматографии

Содержание слайда: Рекомендуемые учебники

Содержание слайда: УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ, ЭКСПРЕССНОСТЬ, ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Содержание слайда: Основные понятия Хроматография (Х) – динамический метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на различном распределении их между двумя несмешивающимися фазами – подвижной (ПФ) и неподвижной (НФ). ……. основанный на различии между константами равновесия распределения компонентов разделяемой смеси между НФ с большой удельной поверхностью и ПФ, которая протекает через неподвижную.

Содержание слайда: Основные понятия НФ: - твердый адсорбент, - гель, - жидкость на поверхности твердого носителя. ПФ: жидкость или газ, протекающие через НФ.

Содержание слайда: Основные понятия Хроматограмма – внутренняя (полосы вдоль колонки) и внешняя (графическое изображение распределения веществ в элюате) Сорбат – анализируемая проба в ПФ (сорбент – НФ) Элюент – ПФ на входе Элюат – ПФ на выходе

Содержание слайда: Классификация По способу перемещения сорбатов вдоль слоя сорбента: элюентный (проявительный) вытеснительный методы фронтальный электрохроматография

Содержание слайда: Классификация сорбируемость АВС

Содержание слайда: Классификация сорбируемость АВС

Содержание слайда: Классификация сорбируемость АВС

Содержание слайда: Классификация По природе процесса, обусловливающего распределение сорбатов между ПФ и НФ: Адсорбционная - разделение основано на различии в адсорбируемости компонентов смеси на данном адсорбенте Распределительная - ─ // ─ в растворимости сорбатов в ПФ и НФ или на различии в стабильности образующихся комплексов Ионообменная - ─ // ─ констант ионообменного равновесия Осадочная - ─ // ─ в растворимости осадков в ПФ Эксклюзионная - ─ // ─ в проницаемости молекул разделяемых веществ в НФ и обусловлено размерами этих молекул Аффинная - разделение основано на биоспецифическом взаимодействии компонентов с аффинным лигандом

Содержание слайда: Классификация По природе исследуемых объектов: молекулярная ионная (ионообменная) хроматография надмолекулярных структур

Содержание слайда: Классификация По технике выполнения: колоночная препаративная насадочная капиллярная плоскостная бумажная тонкослойная

Содержание слайда: Классификация По цели хроматографирования: аналитическая - качественный и количественный анализ неаналитическая - исследование физико-химических характеристик веществ на основании хроматографических параметров удерживания препаративная - для получения особо чистых веществ, для выделения и концентрирования микропримесей промышленная - для автоматического контроля и управления производственным процессом

Содержание слайда: Классификация

Содержание слайда: История 1903 - Цвет жидкостно-адсорбционная хроматография для анализа хлорофилла

Содержание слайда: Общие принципы хроматографического разделения Коэффициент распределения D соединения А зависит от его относительного сродства к сорбенту и элюенту: D = CS/CМ где CS - концентрация соединения в НФ, а CM - концентрация соединения в ПФ

Содержание слайда: Хроматографические параметры Хроматограмма – зависимость аналитического сигнала (сигнала прибора) от продолжительности элюирования

Содержание слайда: Хроматографические параметры Время удерживания tR = tM + tS Исправленное время удерживания t`R = tR - tM где tS – время пребывания вещества в НФ, tM – время пребывания вещества в ПФ (время удерживания элюента)

Содержание слайда: Хроматографические параметры Удерживаемый объем и исправленный объем удерживания VR = F·tR V`R = VR - VМ где F – объемная скорость потока ПФ

Содержание слайда: Хроматографические параметры Коэффициент удерживания (замедления) R = tM/tR = 1/(1+ tS/tM) = 1/(1+DVS/VМ) = VM/(VM + DVS)

Содержание слайда: Хроматографические параметры Коэффициент ёмкости k` = t`R/tM = DVS/VM 1.5 < k` < 4

Содержание слайда: ЭФФЕКТИВНОСТЬ Теоретическая тарелка АM AS ВЭТТ

Содержание слайда: Эффективность и селективность Число теоретических тарелок N = 16(tR/ω)2 ВЭТТ Н = L/N где L – длина колонки

Содержание слайда: Разделение пиков Разрешение RS = 2(tR2 – tR1)/(ω1 + ω2) RS ≥ 1.5 Фактор разделения, или коэффициент селективности  = kА/kB = t`R2/t`R1

Содержание слайда: Эффективность и селективность Зависимость разрешения от коэффициента ёмкости, селективности и числа теоретических тарелок: RS = 0.25√N[(α – 1)/α][k'/(1 + k')] Необходимое для разделения число теоретических тарелок N = 16RS2[(1 + k')/k']2[α/(α – 1)]2

Содержание слайда: Эффективность и селективность

Содержание слайда: Качественный анализ

Содержание слайда: Качественный анализ

Содержание слайда: Качественный анализ Индекс удерживания Ковача (ИУК) In = 100n t`Rn < t`Rx < t`R(n+1) (lgt`Rx – lgt`Rn) Ix = 100n + 100 ———————— (lgt`R(n+1) – lgt`Rn)

Содержание слайда: Количественный анализ По площади или высоте хроматографического пика S = f (C) h = f (C)

Содержание слайда: Количественный анализ

Содержание слайда: Количественный анализ

Содержание слайда: Количественный анализ

Содержание слайда: Теории хроматографии. Сорбция. Физическая адсорбция. Происходит за счет - сил Ван-дер-Ваальса, - водородных связей, - электростатических взаимодействий. Характеризуется: - большой скоростью, - обратимостью, - уменьшением количества поглощенного адсорбата с повышением температуры.

Содержание слайда: Теории хроматографии. Сорбция. Неполярный на неполярном – за счет дисперсионных сил притяжения и отталкивания Полярный на неполярном (и наоборот) – за счет индукционных взаимодействий Полярный на полярном – за счет ориентационных диполь-дипольных взаимодействий или водородного связывания

Содержание слайда: Теории хроматографии. Сорбция. Сорбционные свойства сорбента зависят от: - удельной поверхности, - пористости, - структуры пор, - природы сорбента и среды, из которой происходит сорбция

Содержание слайда: Теории хроматографии Изотерма сорбции Коэффициент распределения D = dCS/dCM

Содержание слайда: Теории хроматографии

Содержание слайда: Теории хроматографии ТЕОРИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ТАРЕЛОК - колонка состоит из определенного числа ТТ - равновесие на каждой ТТ считается достигнутым до того, как ПФ переместится на следующую ТТ (т.е. мгновенно) - на каждой ТТ число сорбируемых частиц веществ < числа сорбируемых частиц элюента - все процессы в колонке независимы друг от друга

Содержание слайда: Теории хроматографии Кинетическая теория Кинетические параметры: - объемная скорость ПФ, - диаметр частиц сорбента, - геометрия частиц, - коэффициент диффузии.

Содержание слайда: Уравнение Ван-Деемтера H = A + B/v + Cv где А –вихревая диффузия, B/v – молекулярная диффузия, Cv – отклонение от сорбционного равновесия (сопротивление массопереносу), v – скорость потока

Содержание слайда: Кинетическая теория вихревая молекулярная диффузия диффузия отклонение от сорбционного равновесия <

Содержание слайда: КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ