Жидкостная хроматография при высоких давлениях - Энгельгардт Х.
Скачать (прямая ссылка):
В английском языке для определения двух групп таких ионообменников применяют два термина — pellicular от pellicula — кожица и superficial — поверхностный. Мы назовем их пелликулярными и по-верхностно-пористыми ионообменниками.
а. Пелликулярные ионообменники получают следующим образом: на непроницаемые стеклянные шарики (~ 30 мкм) наносят пленку из органического полимерного ионообменника [33]. Толщина слоя составляет примерно 1 мкм. Степень сшивки полимера может быть небольшой, поскольку он не должен быть устойчивым к действию давления. Малая степень сшивки и очень тонкий слой полимера обусловливают хорошие хроматографические свойства колонок, заполненных такими насадками, что позволяет уменьшить время анализа. Другим достоинством этих носителей является независимость объема насадки от ионной силы элюента. Благодаря этому колонки можно заполнять "сухим способом.
б. Поверхностно-пористые ионообменники незначительно отличаются от описанных выше. Полимерный органический ионообмен-ник наносят на стеклянный шарик, на котором имеется тонкий слой пористого силикагеля [37]. Материалы этого типа, как и пелликулярные ионообменники, отличаются малой обменной емкостью (~ 10 мкэкв./г), так как содержание собственно ионообменника в них незначительно. На колонках, заполненных поверхностно-пор истыми ионообменниками, можно разделять только небольшие количества веществ, поэтому детекторы должны быть очень чувствительными. Из-за растворимости полимерного ионообменного слоя в органических растворителях в качестве элюента можно использовать только водные растворы. Важнейшие коммерческие материалы этого типа приведены в табл. V.6.
3. Ионообменники типа «щеток»
На частицы ППМ можно не только нанести полимеры, к ним можно также «привить» алкильные или арильные группы, образующие ковалентные связи с атомами поверхности носителя. В эти группы затем можно ввести ионообменные группы и таким образом получить ионообменники типа щеток. Имеющиеся в продаже материалы такого типа приведены в табл. V.6.
Из-за низкой удельной поверхности поверхностно-пористых носителей ионообменная емкость незначительна (30—60 мкэкв./г). Такие ионообменники можно использовать в системах с органическими элюентами. Если исходным материалом служат полностью пористые силикагели с большой удельной поверхностью, то после проведения соответствующих реакций (силанизация и последующее введение ионообменных групп) получают ионообменники с большой емкостью
Ионообменная хроматография
191
(200 — 700 мкэкв./г) [8, 9, 41]. Ионообменная емкость пропорциональна удельной поверхности силикагеля-носителя. Если размер частиц достаточно мал (5, 10 мкм), то разделительная способность колонок отличная и скорость анализа высокая. Эти обменники несжимаемы и не меняют объем при изменении состава элюента (например, при изменении ионной силы). Однако при pH > 8,5 силикагель растворяется, поэтому они не пригодны для сильноосновной среды.
4. Жидкие ионообменники
На силикагель так же, как это делается в распределительной хроматографии, можно нанести «жидкие ионообменники». Жидкие ионообменники делятся на а) жидкие ионообменники, например нера-стзоримые в воде длинноцепочечные третичные амины или соединения с четвертичными аммониевыми основаниями, и б) жидкие катионообменники, например диалкиловые эфиры фосфорной кислоты. Стабильность такой системы небольшая, так как прочность сцепления «жидких ионообменников», имеющих неполярные органические остатки, с поверхностью силикагеля относительно небольшая. Многие жидкие ионообменники принадлежат к поверхностно-ак-тивным веществам, которые предрасположены к образованию эмульсий в воде. Путем гидрофобизации (силанизации) поверхности силикагеля можно улучшить прочность сцепления ионообменника с силикагелем. Подобные системы обладают теми же преимуществами и недостатками, что и распределительная система, рассмотренная в гл. VII.
В качестве примера можно привести разделение катионов на силикагеле, покрытом диалкилсульфокислотой в додекане. Элюирование проводилось азотной кислотой [44].
В хроматографии ионных пар (см. гл. VII, разд. Б.2) [10, 11, 42]. к элюенту или неподвижной фазе добавляют четвертичные аммониевые соли или алкилсульфокислоты, образующие с разделяемыми кислотами или основаниями соли. Поэтому процессы, на которых основана хроматография ионных пар, весьма напоминают процессы разделения на жидких ионообменниках.
В. Характеристика ионообменников
Свойства ионообменника определяются типом входящих в него функциональных групп. Различают сильно- и слабокислотные ионообменники, первые содержат сульфогруппы, вторые — карбоксильные группы. В сильноосновных ионообменниках имеются группы третичных аминов или четвертичных аммониевых оснований в слабоосновных — первичные аминогруппы.
Поскольку матрица заметно влияет на селективность и хроматографические свойства ионообменника, необходимо точно знать ха-
192
Глава VIII
О 1 2 3
Объем 0,1 н. NaOH, мл
Рис. VIII. 1. Кривые титрования «голого» силикагеля (2) и меркогеля Si 100 (1) с привитой н-бутилсульфокислотой.
