Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
В гель-хроматографии применяются наполнители различных марок, отличающиеся размером пор. При использовании в качестве наполнителя, например, сефадекса марки 6-50 для разделения фракций поли-этиленгликоля Н(—СНОН—СН2—)пОН первыми будут выходить из колонки фракции с относительной молекулярной массой больше 10 000
(К = 0). Последними будут выходить фракции полимера с молекулярной массой, меньше 500, и в их числе часто присутствующие минеральные соли (г>ГаС1 и др.), для которых К — 1. Таким образом, с помощью сефадекса 6-50 могут быть разделены фракции полиэтиленгликоля с молекулярной массой в области 500—10 000.
В интервале фракционирования по молекулярной массе М определенного гомологического ряда полимеров значения К в основном линейно зависят от \%М:
К = с,—с2]ёМ (11.43)
где С) и й — константы.
Разделение двух соседних компонентов 1 и 2 (фракций) характеризуется коэффициентом разделения а, который определяется по уравнению
„ 7Г(1)-УГ(2)
(ДТЛ + ЛТ/2)/2
(И. 44)
где Уг(\) и У,(2)—удерживаемые объемы компонентов; AV^ и АУг— ширина пиков у основания, соответствующих компонентам 1 и 2.
При постоянной скорости потока растворителя, проходящего через колонку, удерживаемые объемы пропорциональны времени появления максимумов от начала хроматографирования (времени удерживания тг). Значения А У также могут быть выражены, в единицах времени. Тогда уравнение (11.44) можно записать в виде
0д2[т,(2)-тг(1)1
Ат, + Дт2
Таким образом, коэффициент разделения в основном определяется шириной пиков и расстоянием между ними.
59
Рис. 18. Схема установки для гель-хро-матографического разделения и анализа полиэтиленгликоля и хлорида натрия:
1,2— сосуды; 3,6— краны; 4— пробка на шлифе; 5 — колонка; 7— кондуктометрическая ячейка; В — іцит; 9— милливольтметр; 10 — самопишущий потенциометр; // — рукоятка включения фото-электроколориметра; 12 — рукоятка грубого регулирования чувствительности; 13 — кювета; 14 — рукоятка точного регулирования чувствительности; 15 — капилляр; 16— зажим.
13
Схема установки для проведения гель-хроматографии приведена на рис. 18. Анализируемый раствор вносится в верхнюю часть колонки 5 и проходит по колонке с растворителем (водой), подаваемым из сосуда 2. Выходящий из колонки раствор для регистрации фракций полимера (полиэтиленгликоля) смешивается с реагентом (0,01 М раствор иода), который поступает из емкости /. При смешивании образуется окрашенное комплексное соединение. Смесь проходит через проточную кювету 13 фотоэлектроколориметра КР*, с помощью которого измеряют светопоглощение раствора. Сигнал от фотоколориметра через щит подается на самопишущий потенциометр 10 (КСП-4).
Содержание низкомолекулярного соединения (КаСІ) в выходящем из колонки растворе определяется по электропроводности в измерительной ячейке 7. Сигнал от ячейки через щит подается на милливольтметр 9 и самопишущий потенциометр 10. (Вначале потенциометр записывает сигнал от фотоколориметра, а затем после выхода из колонки фракций полиэтиленгликоля переключается вручную на запись электропроводности.)
* Фотоэлектроколориметр типа КР позволяет быстро регистрировать изменения оптической плотности с одновременной записью сигнала на самопишущем потенциометре.
60
Расход элюента (растворителя, подаваемого в колонку) и расход реагента постоянны, что обеспечивается применением сосудов Мари-отта 1 и 2. Расход элюента зависит от высоты, на которой находится сосуд 2, и гидродинамического сопротивления наполнителя колонки. Расход реагента определяется длиной и диаметром капилляра, вставленного в резиновый шланг, а также высотой размещения сосуда 1. Эта высота выбирается такой, чтобы на 1 мл раствора, выходящего из колонки, приходилось 5 мл реагента.
Так как расход элюента постоянный, то объем вышедшего раствора пропорционален времени элюирования и перемещению диаграммной ленты самопишущего потенциометра.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Для проведения работы необходимы:
Установка для проведения гель-хроматографии (наполнитель, например, сефадекс 6-50).
Пипетка емкостью 1 мл, 2 шт.
0,01 М раствор иода.
Анализируемый водный раствор, содержащий несколько олигомеров полиэтиленгликоля, в их числе олигомер с молекулярной массой 20 000 (содержание каждого олигомера 0,2 г/л) и КаС1 (0,01 моль/л).
Заполняют сосуд 2 (см. рис. 18) дистиллированной водой до отметки и плотно закрывают пробкой с трубкой. В сосуд 1 наливают 0,5 л реагента (раствор иода) до отметки и плотно закрывают пробкой с трубкой. Включают фотоэлектроколориметр и щит 8 в сеть. Тумблер на щите переводят в положение «фотоэлектроколориметр». Рукоятку // фотоэлектроколориметра устанавливают в положение «~». При закрытых кранах Зяб отсоединяют пробку 4 со шлангом от колонки и полностью открывают кран 6. При этом вода медленно вытекает из колонки и верхний ее уровень В — В понижается. Как только уровень воды совпадает с уровнем А — А (граница слоя сефадекса), кран 6' закрывают. Затем в верхнюю часть колонки пипеткой вносят 1 мл анализируемого раствора. Касаясь кончиком пипетки внутренней стенки колонки, раствор приливают осторожно и так медленно, чтобы не происходило взмучивания частиц сефадекса. Открывают кран 6 и дают впитаться раствору в сефадекс. Когда уровень раствора совпадет с уровнем А — А, кран 6 закрывают.
