Chromatografia璼orpcyjna(1)

Chromatografia:

Podstawowe poj臋cia:

Podzia艂 chromatografii:

W zale偶no艣ci od czynnika wywo艂uj膮cego zr贸偶nicowanie szybko艣ci migracji poszczeg贸lnych sk艂adnik贸w:

Podzia艂 chromatografii:

Ze wzgl臋du na si艂y fizyczne odgrywaj膮ce role w rozdziale substancji mi臋dzy faz臋 ruchom膮 i nieruchom膮:

Podzia艂 chromatografii:

Ze wzgl臋du na technik臋 rozdzia艂u:

Podzia艂 chromatografii:

W zale偶no艣ci od parametr贸w procesu:

Metody stosowane w chromatografii:

Obserwacja procesu chromatografii:

Rozdzia艂 substancji barwnych mo偶na obserwowa膰 bezpo艣rednio na bezbarwnym adsorbencie. Do zaobserwowania rozdzia艂u substancji bezbarwnych stosuje si臋 chromatogramy.

Chromatogramy:

Chromatografia adsorpcyjna:

Chromatografia adsorpcyjna do rozdzielenia sk艂adnik贸w mieszaniny biologicznej wykorzystuje zjawisko adsorpcji.

ADSORPCJA jest uwarunkowana si艂ami przyci膮gania mi臋dzy cz膮steczkami adsorbatu i adsorbentu.

Adsorbat 鈥 substancja zatrzymywana na powierzchni adsorbentu.

Adsorbent 鈥 cia艂o sta艂e, na kt贸rym zachodzi proces adsorpcji.

Je偶eli energia w艂asna cz膮steczek adsorbatu przewy偶sza si艂y przyci膮gania z cz膮steczkami adsorbentu, w贸wczas dochodzi do zjawiska DESORPCJI.

Czas potrzebny do ustalenia si臋 r贸wnowagi jest:

Cechy 鈥瀒dealnego鈥 adsorbentu:

Podzia艂 adsorbent贸w:

1. natur臋 chemiczn膮: nieorganiczne, org., mieszane, specyficzne

2. charakter chemiczny: kwasowe, zasadowe, amfoteryczne, oboj臋tne

3. pojemno艣膰 adsorpcyjn膮: silne, 艣rednie, s艂abe

4. polarno艣膰: silne, s艂abe, niepolarne

Rozpuszczalniki stosowane w chromatografii adsorpcyjnej

Rozpuszczalniki:

  1. Obecno艣膰 wody:

  1. Bezwodne,

  2. Nasycone woda

  1. Obecno艣膰 obcych substancji:

  1. Czyste,

  2. Z domieszk膮 innych substancji.

Szybko艣膰 przep艂ywu rozpuszczalnika

  1. Za szybko

  1. Brak czasu na ustalenie si臋 r贸wnowagi adsorpcja 鈥 desorpcja

  2. Zatarcie si臋 granic czo艂a poszczeg贸lnych sk艂adnik贸w mieszaniny

  1. Za wolno

  1. Substancja o wi臋kszym st臋偶eniu przep艂ywa ze swojego pasma do pasma substancji o mniejszym st臋偶eniu,

  2. Zatarcie si臋 granic czo艂a poszczeg贸lnych sk艂adnik贸w mieszaniny.

Powinowactwo adsorpcyjne jest zale偶ne od:

  1. Budowy i wielko艣ci cz膮steczek adsorbatu,

  2. Liczby i rozmieszczenia wi膮za艅 podw贸jnych w cz膮steczce,

  3. Liczby i rozmieszczenia grup polarnych i niepolarnych w cz膮steczce,

  4. Charakterystyki grup polarnych w cz膮steczce.

REGU艁A:

Im wi臋ksza polarno艣膰 adsorbatu, tym wi臋ksza adsorpcja na polarnym adsorbencie z niepolarnego solwentu.

Im mniejsza polarno艣膰 adsorbatu, tym wi臋ksza adsorpcja na niepolarnym adsorbencie z polarnego solwentu.

Schemat Brockmanna:

REGU艁A: Aktywno艣膰 adsorbentu i solwentu jest taka sama.

Zastosowanie( rozdzia艂):

  1. Barwnik贸w ro艣linnych,

  2. Barwnik贸w 偶贸艂ciowych,

  3. Steroid贸w,

  4. Porfiryn.

Chromatografia Jonowymienna:

Jest to jedna z technik cieczowej chromatografii kolumnowej. Polega ona na wymianie wszystkich zdolnych do wymiany jon贸w jonitu, na inne jony o tym samym 艂adunku, zawarte w roztworze.

Jonity:

  1. S膮 to cia艂a sta艂e nierozpuszczalne w wodzie i najcz臋艣ciej stosowanych rozpuszczalnikach organicznych, kt贸re maj膮 w艂a艣ciwo艣ci wymiany jon贸w. Wyodr臋bnia si臋 w nich matryc臋, grupy funkcyjne oraz przeciwjony. Rodzaj grupy funkcyjnej decyduje o charakterze reakcji wymiany.

  2. W zale偶no艣ci od tego jakie jony wi膮偶e wymieniacz jonowy, wyr贸偶niamy:

Kationity:

S膮 to wymieniacze jonowe o charakterze kwas贸w b膮d藕 ich soli, wymieniaj膮ce z roztworem kationy. Mo偶na je rozpatrywa膰 jako wielowarto艣ciowe aniony z dodatnio na艂adowanymi przeciwjonami albo jak wielkocz膮steczkowe kwasy lub sole tych kwas贸w.

Anionity:

S膮 to wymieniacze jonowe o charakterze zasad b膮d藕 ich soli, wymieniaj膮ce z roztworem aniony. Stanowi膮 wielowarto艣ciowe kationy z ujemnie na艂adowanymi przeciw jonami lub wielkocz膮steczkowe zasady albo sole tych zasad.

Pojemno艣膰 wymienna:

Jest to ilo艣膰 jon贸w, kt贸ra mo偶e by膰 wymieniona przez jednostk臋 masy lub obj臋to艣ci jonitu. Oznacza si臋 j膮 w molach na 1 kg lub w milimolach na 1 g wymieniacza.

Cykl jonitacyjny:

1 etap:

Pierwszym etapem jest proces sorpcji. Na pocz膮tku wymieniacz zawiera tylko jeden rodzaj jon贸w podlegaj膮cych wymianie ( np. 鈥揝O3鈦籋鈦). Roztw贸r przepuszczany przez kolumn臋 mo偶e zawiera膰 jeden lub kilka jon贸w wymiennych. Po przemyciu kolumny wod膮 jonit zawiera jony wymienione z roztworem i pewn膮 cz臋艣膰 jon贸w uprzednio obecnych w wymieniaczu.

2 etap:

W tym etapie nast臋puje regeneracja jonitu, czyli elucja. Przez kolumn臋 przepuszcza si臋 nadmiar roztworu elektrolitu, kt贸ry zawiera jeden jon wymienny o wi臋kszym powinowactwie do z艂o偶a jonitu, ni偶 jon wprowadzony w procesie sorpcji. Po przemyciu kolumny wod膮 jonit jest gotowy do nast臋pnego cyklu jonitacyjnego.

Czynniki wp艂ywaj膮ce na proces wymiany:

Na przej艣cie jon贸w z roztworu do jonitu i z jonitu do roztworu maj膮 wp艂yw g艂贸wnie:

Klasyfikacja jonit贸w:

Ze wzgl臋du na natur臋 chemiczn膮 wyr贸偶niamy:

Nale偶膮 do nich wymieniacze jonowe pochodzenia naturalnego poddane pewnym przemianom chemicznym w celu zwi臋kszenia ich zdolno艣ci wymiennej, wprowadzeniu dodatkowych grup funkcyjnych oraz usuni臋ciu z nich substancji przeszkadzaj膮cych w wymianie jonowej. Zaliczamy do nich g艂贸wnie pochodne celulozy ( np. anionit DEAE-celuloz臋).

S膮 to najbardziej warto艣ciowe wymieniacze jonowe ze wzgl臋du na nierozpuszczalno艣膰 w wodzie, a tak偶e w niekt贸rych rozpuszczalnikach organicznych, du偶膮 trwa艂o艣膰 chemiczn膮 i mechaniczn膮, du偶膮 i wybi贸rcz膮 zdolno艣膰 wymienn膮. Stanowi膮 one twarde, bezpostaciowe, nierozpuszczalne 偶ele o usieciowanej porowatej strukturze.

Zalety i wady chromatografii jonowymiennej:

Zalety:

Wady:

Chromatografia powinowactwa:

:

Chromatografia powinowactwa w wielu procesach biotechnologicznych

Oddzia艂ywanie to ma charakter wi膮zania:

Etapy chromatografii powinowactwa:

  1. immobilizacja ligandu 鈥 unieruchomienie ligandu na powierzchni no艣nika

  2. powstanie specyficznego wi膮zania miedzy ligandem i substratem oraz wymycie niespecyficznie zaadsorbowanych cz膮steczek

  3. elucja substancji zwi膮zanej z ligandem

No艣niki w chromatografii powinowactwa:

Podzia艂:

Chromatografia kowalencyjna:
Umo偶liwia selekcj臋 substancji z grupami tiolowymi. Miedzy grupami tiolowymi nisnika i substancji tworzy si臋 spontanicznie odwracalne wi膮zanie.

Chromatografia chelatuj膮ca:
No艣nik tworzy odwracalne wi膮zanie z jonami metali. Jony mera tli mog膮 z kolei na swej powierzchni adsorbowa膰 bia艂ka i peptydy. No艣nik zawieraj膮 ligant chelatuj膮cy jony metali.

Prawo podzia艂u solutu:

Prawo Nernsta :

W uk艂adzie utworzonym przez dwie niemieszaj膮ce si臋 ze sob膮 fazy ciek艂e i wsp贸lny dla nich solut, stosunek st臋偶enia tego solutu w fazie 1 (c1) do jego st臋偶enia w fazie 2 (c2) jest w stanie r贸wnowagi wielko艣ci膮 sta艂膮, zale偶n膮 tylko od temperatury i w艂a艣ciwo艣ci substancji tworz膮cych roztwory, a niezale偶n膮 od ilo艣ci substancji rozpuszczonej.

Wsp贸艂czynnik podzia艂u K:

Warto艣膰 wsp贸艂czynnika podzia艂u k nie zale偶y od ilo艣ci substancji rozpuszczonej w przypadku uk艂ad贸w doskona艂ych, do kt贸rych zbli偶aj膮 si臋 roztwory rozcie艅czone.

Stosunek podzia艂u K:

Wyra偶enie st臋偶enie solutu, kt贸ry ulega podzia艂owi nie w molach, a w gramach na jednostk臋 obj臋to艣ci pozwala uwzgl臋dni膰 wszystkie rodzaje cz膮steczek niezale偶nie od stanu ich agregacji. Uzyskana w ten spos贸b warto艣膰 r贸偶ni si臋 od warto艣ci wsp贸艂czynnika podzia艂u i nosi nazw臋 stosunek podzia艂u K.

Stopie艅 rozdzia艂u:

Jest to miara selektywno艣ci rozdzia艂u dw贸ch substancji A i B w danym uk艂adzie:

Rozpuszczalno艣膰:

Rozpuszczalno艣膰 substancji w jednej i drugiej fazie ma decyduj膮cy wp艂yw na stosunek podzia艂u mi臋dzy te dwie fazy. Sprowadza si臋 ona do wzajemnego oddzia艂ywania cz膮steczek solwentu i solutu i zale偶y od ich natury chemicznej, wielko艣ci i budowy.

Rodzaje chromatografii podzia艂owej:

1. chromatografia podzia艂owa kolumnowa

2. chromatografia podzia艂owa bibu艂owa

ilo艣ciowa

Ch. P. kolumnowa:

- Ogranicza si臋 tylko do tych substancji, kt贸re wykazuj膮 umiarkowan膮 rozpuszczalno艣膰 w wodzie.

- Ma mniejsze znaczenie ni偶 chromatografia podzia艂owa na bibule oraz jonowymienna.

Ch. P. Bibu艂owa:

Zalety chromatografii bibu艂owej:

- prostota techniki, aparatury, sprz臋tu,

- mo偶liwo艣膰 rozdzielania i wykrywania sk艂adnik贸w mieszanin, kt贸rych odseparowanie stosowanymi dotychczas metodami by艂o 偶mudne i zbyt d艂ugotrwa艂e,

- mo偶liwo艣膰 przeprowadzania mikroanaliz.

Chromatografia (podzia艂):

Z uwagi na kierunek migracji fazy ruchomej w bibule:

- jednowymiarow膮,

- dwuwymiarow膮.

Ze wzgl臋du na kszta艂t bibu艂y wyr贸偶nia si臋 chromatografi臋:

- arkuszow膮,

- kr膮偶kow膮,

- paskow膮.

Ch. Bibu艂owa jednowymiarowa:

W zale偶no艣ci od kierunku przep艂ywu rozpuszczalnika przez bibu艂臋 wyr贸偶niamy technik臋:

Technika zast臋puj膮ca:

Polega na zanurzeniu bibu艂y (w postaci pask贸w lub arkusza) w wanience z rozpuszczalnikiem umieszczonej w g贸rnej cz臋艣ci komory. Rozpuszczalnik sp艂ywa w d贸艂 g艂贸wnie dzi臋ki sile ci臋偶ko艣ci i powoduje, 偶e substancje nakroplone n a linii startu rozdzielaj膮 si臋 mi臋dzy faz臋 ruchom膮 i nieruchom膮.

Technika wst臋puj膮ca:

Przeprowadza si臋 j膮 na paskach oraz arkuszach bibu艂y zawieszonej p艂asko lub zwini臋tych w cylinder. Rozpuszczalnik znajduj膮cy si臋 w zbiorniku na dnie komory wznosi si臋 do g贸ry g艂贸wnie na skutek w艂a艣ciwo艣ci kapilarnych bibu艂y. W metodzie tej potrzeba zazwyczaj kr贸tszego czasu na rozwini臋cie chromatogramu. Rozpuszczalnik osi膮ga wysoko艣膰 nie przekraczaj膮c膮 ok. 20 cm. Rozdzielane substancje musza si臋 r贸偶ni膰 do艣膰 znacznie pr臋dko艣ci膮 w臋dr贸wki, 偶eby uleg艂y wyra藕nemu rozdzia艂owi na kr贸tszej drodze.

Technika ta nadaje si臋 szczeg贸lnie do pr贸b orientacyjnych, zw艂aszcza w komorach prob贸wkowych.

Technika kr膮偶kowa:

Pozwala uzyska膰 wyra藕ne i ostre rozdzia艂y w kr贸tkim czasie, bez u偶ycia skomplikowanej aparatury i ze znaczn膮 oszcz臋dno艣ci膮 bibu艂y oraz miejsca.

Na kr膮偶ku bibu艂y nanosi si臋 roztwory badane na obwodzie wsp贸艂艣rodkowego pier艣cienia o niewielkim promieniu. Rozpuszczalnik w臋druje po bibule poziomo w kierunku od艣rodkowym, powoduj膮c rozdzielanie sk艂adnik贸w pod postaci膮 wsp贸艂艣rodkowych pier艣cieni.

Ch. Bibu艂owa dwuwymiarowa:

Polega na poddawaniu mieszaniny substancji kolejnemu dzia艂aniu dw贸ch r贸偶nych system贸w rozpuszczalnik贸w w dwu kierunkach prostopad艂ych:

Ch. Bibu艂owa ilo艣ciowa:

Wyr贸偶nia si臋 2 typy ilo艣ciowego oznaczania zawarto艣ci substancji w wywo艂ywanym chromatogramie:

Wsp贸艂czynnik Rf:

Wsp贸艂czynnik przep艂ywu w chromatografii bibu艂owej wyra偶a stosunek pr臋dko艣ci migracji czo艂a pasma do pr臋dko艣ci w臋dr贸wki czo艂a rozpuszczalnika:

Warto艣膰 Rf jest wielko艣ci膮 sta艂膮 dla danego sk艂adnika, systemu rozpuszczalnika i sta艂ych warunk贸w do艣wiadczenia oraz charakterystyczn膮 dla poszczeg贸lnych substancji.

Zale偶y ona od:

Chromatografia cienkowarstwowa:

- U podstaw le偶膮 te same procesy, kt贸re decyduj膮 o pomy艣lnym rozdzieleniu substancji innymi metodami chromatograficznymi.

S膮 to procesy:

- Najcz臋艣ciej zachodzi kombinacja wszystkich trzech zjawisk, z przewag膮 jednego lub drugiego.

- Po rozpatrzeniu r贸偶nic strukturalnych zwi膮zk贸w wchodz膮cych w sk艂ad badanej mieszaniny mo偶emy dokona膰 w艂a艣ciwego wyboru jednej z wymienionych technik rozdzia艂u.

Adsorbenty (kilka wymog贸w):

Adsorbenty mo偶emy podzieli膰 na organiczne i nieorganiczne.

Je偶eli przyjmiemy warto艣膰 Rf danej substancji odno艣nikowej jako 鈥1鈥 to mo偶emy obliczy膰 RB jako stosunek:

CZYNNIKI WP艁YWAJ膭CE NA POWTARZALNO艢膯 WARTO艢CI Rf DANEJ SUBSTANCJI:

Techniki ch. Cienkowarstwowej:

Ch. Wst臋puj膮ca:

Przygotowan膮 do rozdzia艂u p艂ytk臋 wstawia si臋 do komory wysyconej parami rozpuszczalnika, zanurzaj膮c ja w uk艂adzie rozwijaj膮cym. D艂ugo艣膰 drogi rozwijania zale偶y od szybko艣ci migrowania substancji.

Ch. Zst臋puj膮ca:

W wanience znajduj膮cej si臋 na g贸rze komory (szczelnie zamkni臋tej i dobrze wysyconej parami rozpuszczalnika) umieszcza si臋 rozpuszczalnik i doprowadza si臋 go do p艂ytki za pomoc膮 paska bibu艂y.

Ch. Pozioma:

Polega na rozwijaniu chromatogramu w pozycji poziomej i nadaje si臋 do rozdzielania substancji wolno migruj膮cych, o zbli偶onych warto艣ciach Rf

Ch. Jeno- i Dwukierunkowa:

Chromatogramy rozwija si臋 jednorazowo w danym uk艂adzie rozpszczalnik贸w. Je艣li r贸偶nice warto艣ci Rf substancji rozdzielanych s膮 nieznaczne, nale偶y zastosowa膰 kilkakrotne rozwijanie.

Wsp贸艂czynnik Rf jest okre艣lany w tej metodzie jako nRf :

Lepsze efekty rozdzia艂u zapewnia te偶 technika stopniowego rozwijania oraz jednowymiarowa technika stref klinowych.

Chromatografie dwuwymiarow膮 stosuje si臋, gdy rozwijanie chromatogramu w jednym kierunku nie daje po偶膮danego efektu.

Techniki ilo艣ciowe:


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
chromanie przestankowe 2
192Preparatywna i procesowa chromatografia cieczowa
6Hydrophobic Interaction Chromatography
Chromatografia id 116057 Nieznany
chromatografia jonowymienna 2, Rok I, chemia fizyczna, chemia fizyczna-protoko艂y
CHROMATOGRAFIA CIECZOWA, I MU, Zaawansowana analiza
Chromatografia, Technologia chemiczna, Analiza instrumentalna
SPEKTOMETRIA MASS W PO艁膭CZENIU Z CHROMATOGRAFI膭 GAZOW膭
Oczyszczanie ludzkiego bia艂ka P2 na drodze chromatografii powinowactwa
chromanie przestankowe
Chromatografia gazowa
Machowski chromatografia flawonoid贸w i saponin
cw 6 chromatografia
chroma prezentacja
Chromatografia Powinowactwa
4Covalent Chromatography
CHROMATOGRAFIA PODSTAWY MK
archeologia u偶ycie chromatografii
rodzaje hromatografii, Politechnika tzizc, Chromatografia
Chromatografia Odwroconej fazy id 116071

wi臋cej podobnych podstron