Особого внимания заслуживает хроматография – наиболее эффективный и современный метод разделения сложных многокомпонентных смесей, составные части которых зачастую столь близки по свойствам, что не подлежат разделению другими методами. Это эффективный и универсальный метод разделения, идентификации и определения компонентов сложных смесей как органической, так и неорганической природы. Такие достоинства, как универсальность, экспрессность и чувствительность делают хроматографию важнейшим аналитическим методом.
Хроматографию с успехом применяют в научных и прикладных целях в самых разных областях науки и практики, например: в химии, биологии, медицине и криминалистике. Хроматографический метод разделения появился на вооружении химиков-аналитиков сравнительно недавно, но его преимущества перед классическими методами разделения обусловили его повсеместное использование в современной аналитической химии для целей как качественного, так и количественного анализа.
В основе хроматографического разделения лежит различие между коэффициентами распределения компонентов смеси между неподвижной фазой, обладающей большой удельной поверхностью, и подвижной фазой, протекающей через неподвижную фазу. Необходимо, чтобы компоненты анализируемой смеси растворялись в подвижной фазе и имели умеренное сродство к неподвижной фазе, проявляющееся в установлении равновесия компонентов между подвижной и неподвижной фазами. Чтобы было возможным разделение компонентов смеси, коэффициенты распределения должны различаться.
Таким образом, компоненты смеси, перемещаясь с подвижной фазой относительно неподвижной, в зависимости от силы взаимодействия с неподвижной фазой двигаются с разной скоростью и за одно и то же время проходят разное расстояние, занимая разные положения (зоны) на хроматограмме. Хроматография является чрезвычайно эффективным методом разделения, поскольку равновесия между двумя фазами устанавливаются многократно; компоненты смеси переносятся потоком подвижной фазы и в то же время разделяются.
В качестве подвижной фазы может служить газ или жидкость, в качестве неподвижной – твердое вещество (сорбент) или жидкость, закрепленная на твердом носителе.
По агрегатному состоянию подвижной фазы хроматографические методы подразделяют на газовую и жидкостную хроматографию.
По механизму разделения, т.е. по характеру взаимодействия компонентов смеси с неподвижной фазой хроматографические методы делятся на следующие виды:
1) адсорбционную хроматографию – разделение основано на различии в адсорбируемости компонентов твердым адсорбентом;
2) распределительную хроматографию – разделение основано на различии в растворимости компонентов смеси в неподвижной и подвижной фазах;
3) гель-проникающую хроматографию – разделение основано на различии в размерах или форме молекул компонентов смеси;
4) хемосорбционную хроматографию – в основе лежит образование химических связей между компонентами смеси и сорбентом:
· ионообменную хроматографию – разделение основано на различии в способности компонентов смеси к ионному обмену,
· осадочну. хроматографи. – разделение основано на образовании различных по растворимости осадков между компонентами смеси и сорбентом,
· адсорбционно-комплексообразовательную хроматографию – разделение основано на образовании координационных соединений различной прочности в фазе или на поверхности адсорбента,
· окислительно-восстановительную хроматографию – разделение основано на различной способности компонентов смеси к окислительно-восстановительным реакциям.
Очень часто процесс разделения веществ протекает не по одному, а по нескольким механизмам.
Процесс хроматографического разделения можно организовать по-разному. По способу выполнения хроматографические методы делятся на следующие виды:
1) колоночную хроматографию – разделение веществ проводится в колонке, заполненной сорбентом;
2) бумажную хроматографию – разделение веществ проводится на специальной бумаге;
3) тонкослойную хроматографию – разделение веществ проводится в тонком слое сорбента.
В колоночной и тонкослойной хроматографии разделение компонентов осуществляется по любому из перечисленных механизмов, в бумажной хроматографии – в основном по распределительному и хемосорбционному механизмам.