Жидкостная хроматография при высоких давлениях - Энгельгардт Х.
Скачать (прямая ссылка):
Поскольку насадка имеет плохую теплопроводность, то недостаточно термостатировать только колонку и программировать температуру только в ней. Необходимо, чтобы элюент уже перед разделительной колонкой имел необходимую температуру. Для этого достаточно в жидкостной термостат, обогревающий разделительную
Адсорбционная хроматография
139
колонку, поместить капилляр длиной примерно 1 м (внутренний диаметр 0,5 — 1 мм). Хотя нагревать и охлаждать воздушными термостатами значительно удобнее, чем жидкостными, но для программирования температуры в жидкостной хроматографии термостаты первого типа применяются редко. Теплопередача от воздуха к элюенту недостаточно хорошая, теплоемкости жидкостей намного выше.
Программирование с помощью предварительно нагретого элюента, кроме того, уменьшает радиальный температурный градиент в разделительной колонке, который может вызывать размывание полосы. Теплоемкости элюента и насадки в колонке примерно одинаковы, поэтому очень скоро температура насадки становится такой же, как и температура элюента.
В качестве детектора при анализе с программированием температуры можно использовать только УФ-детектор или транспортный детектор. Для заполнения колонок «голые» силикагель или окись алюминия не пригодны. Разделение с программированием температуры удобнее всего проводить на химически связанных неподвижных фазах.
На рис. VI.14 показано влияние температуры на разделение смеси ароматических соединений. Три приведенные хроматограммы (а—б) получены в изотермическом режиме при различных температурах. При комнатной температуре (а) разделение 8 веществ длится примерно 30 мин, при 43°С \б) оно заканчивается уже примерно через 12 мин, однако разделение первых пиков ухудшено, при 70°С (в) разделение практически не достигается, а элюирование всех соединений заканчивается уже через 5 мин. Разделение с программированием температуры (4°С/мин) заканчивается примерно через 12 мин, разделение всех пиков хорошее (г).
При этом следует обратить внимание на то, что h с увеличением температуры становится меньше. Разумеется, величину h можно определять только из хроматограммы, полученной при постоянной температуре. Снижение величины h обусловлено уменьшением вязкости элюента, которое с увеличением температуры на 50°С снижается примерно на 50%. Вязкость при работе с постоянным входным давлением меняется соответственно изменению температуры и одновременно влияет также на скорость элюента. Увеличение же скорости ускоряет элюирование более сильно удерживающихся веществ. Если работа ведется с постоянным расходом элюента, давление на входе в колонку уменьшается по мере повышения температуры, но линейная скорость остается постоянной.
Программирование скорости потока и программирование температуры дают практически одинаковые результаты. Оба метода целесообразно применять в тех случаях, когда получить хорошее разделение последних пиков можно, лишь значительно увеличив длительность анализа. Решить, какому программированию отдать предпоч-
140
Глава VI
------------------------X-
3
t, мин t. мин
Адсорбционная хроматография
141
тение, сложно. В принципе сначала следует попытаться оптимизировать разделение с помощью программирования скорости потока или давления, так как этот метод экспериментально проще и никаких особых требований к неподвижной фазе при этом не предъявляется. При таком программировании не затрагиваются равновесные факторы, обусловливающие разделение (адсорбция, распределение и т. д.)
Если при этом не достигают успеха и составные части пробы элюируются только через очень большой отрезок времени или с образованием сильных хвостов, то следует использовать программирование температуры. Однако в этом случае к стабильности неподвижной фазы предъявляются ойределенные требования.
Оба метода программирования ведут в общем к понижению значения к' примерно в 100 раз, т. е. у тех соединений, у которых при комнатной температуре к' равно 100 — 200, при 50 — 70° С к' снижается до < 10. Эти данные следует рассматривать все же только как при-
3
t, мин
Рис. VI.14. Разделение с программированием температуры.
Неподвижная фаза: динитрофенил на меркогеле Si 200 («щеткн»), d, * 30-40 мкм; элюент: н-гептан; колонка: 50 см х 2 мм (внутр.); Ар 10 атм. а - в: изотермическое разделение при 22°С (а), 43)С (б) и 70°С (в); г: разделение с программированным повышением температуры со скоростью 4°С/мин, исходная температура 23°С.
Проба: 1 - инертное вещество; 2 — бензол; 3 — нафталин; 4 — антрацен; 5 - 2-феннлнафталии; 6 - хри-
зен; 7 - перилен; 8 — пнцен.
142
Глава VI
блюйтельные, поскольку значительную роль могут играть такие факторы, как скорость элюента, скорость программирования, длина колонки и т. д.
3. Программирование неподвижной фазы
а. Изменение активности адсорбента. Как уже было показано в разд. VIJ.B, между количеством воды, растворенным в элюенте и адсорбированным на активном твердом теле, устанавливается равновесие [15]. Чем больше воды адсорбировано на адсорбенте, тем ниже его «активность» и вместе с тем меньше адсорбция компонентов пробы. Постепенно увеличивая содержание воды в элюенте, можно снизить активность адсорбента и ускорить элюирование полярных компонентов. При добавлении воды на адсорбенте происходит «расслоение» элюента: в начале колонки воды адсорбируется больше, чем в конце колонки. Активность неподвижной фазы и вместе с тем адсорбция составных частей пробы в начале колонки меньше, чем в конце ее. Такая «градиентная» колонка [43] использовалась уже в классической колоночной хроматографии. Поскольку переход активный адсорбент — дезактивированный адсорбент происходит более или менее непрерывно и при постоянном вводе воды граница между активным и дезактивированным адсорбентом постепенно спускается вниз, то составные части пробы собираются в более острые зоны (небольшая скорость перемещения передней части зоны и более высокая скорость перемещения задней части зоны) и, наконец, элюируются. В экстремальном случае зоны вытесняются фронтом воды.
