P231110 230002

właściwości słabego kwasu i przy niskich wartościach pH dysocjują w niewielkim stopniu, skutkiem czego wymiana jonowa zachodzi powoli, a zdolność wymienna jest niska. Rośnie ona ze wzrostem pH, a maksimum osiąga w środowisku zasadowym (krzywa 2, rysunek nr. I).

Przykładem wymieniaczy o charakterze mieszanym są sulfonowane kopolimery fc-nolowo-formaldehydowe. Występ ąją w nich silnie kwasowe grupy sulfonowe i słabo kwasowe grupy fenolowe, odszczepiąjące jon H* wyłącznie w roztworach zasadowych. Zdolność wymienna takiego jonitu zmienia się więc skokowo (krzywa 3 rysunek nr.l). Krzywa 4 na rysunku nr.l dotyczy żywic jonowymiennych, których zdolność wymienna zmienia się stopniowo w szerokim zakresie pH.

Krzywe przedstawione na rysunku nr.l dotyczą również żywic anionowymiennych z grupami funkcyjnymi w postaci czwartorzędowych zasad amonowych, które są całkowicie zdysocjowane nawet w środowisku silnie zasadowym. Ze wzrostem rzędowości aminy rośnie zasadowość anionitu i zwiększa się wartość pH roztworu, przy której jonit jest jeszcze zdolny do wymiany jonów hydroksylowych na aniony w roztworach elektrolitów.

Wymieniacze jonowe na bazie polimerów organicznych mają silnie rozwiniętą powierzchnię, co pozwała jonom i rozpuszczalnikowi swobodnie dyfundować do wnętrza sieci i wchodzić w reakcje jonowymienne.

W literaturze opisano wiele przykładów zastosowań chromatografii jonowymiennej do rozdziału anionów i kationów. Mimo, że metody te były pracochłonne i nieporównywalne z obecnymi technikami chromatograficznymi, są one efektywnymi i cennymi procedurami rozdziału.

Typowe komercyjne żywice aniono- i kalionowymienne stosowane w preparatywnej chromatografii jonowymiennej były klasyfikowane na podstawie wymiarów cząsteczek. Wynosiły one od 100 - 200 mesh (0,14-0,074 mm), a kolumny miały średnicę 1-2 cm i długość 10-50 cm. Żywice te były pakowane do kolumn bez specjalnego reżimu technologicznego. Po podaniu roztworu próbki na szczyt kolumny odpowiedni eluent przepływał przez nią w sposób ciągły. Jony próbki przesuwały się wzdłuż kolumny i ulegały rozdziałowi.

Często stosowano wyłącznie przepływ grawitacyjny, co znacząco wydłużało czas analiz, a uzyskiwane wyniki były niepowtarzalne. Kolejne frakcje odcieków były gromadzone w specjalnych kolektorach na podstawie ilości obliczonych kropel lub zmian odpowiednich przedziałów czasowych. Każda frakcja była analizowana osobno, a chromutogram tworzono

no podstawie ilości roztworu w każdej z nich w stosunku do jej numeru lub średniej objętości eluentu. Taki sposób postępowania byl pracochłonny i poważnie ograniczał praktyczne zastosowania chromatografii jonowymiennej.

Żywice jonowymienne stosowane w takich rozdziałach miały zazwyczaj pojemność od 2 - 5 miligramorównoważników/g żywicy. Do wymycia jonów konieczne było od kilku ml do kilku litrów eluentu o wysokim stężeniu.

3.    Wysokosprawna chromatografia jonowa

3.1    Kolumny rozdzielające

Chromatografia jonowa jest odmianą chromatografii jonowymiennej w której stosuje się wysokosprawne kolumny rozdzielające wypełnione jednorodnymi żywicami o małych cząsteczkach i najczęściej z automatyczną detekcją konduktometryczną. W porównaniu z klasyczną chromatografią jonowymienną - chromatografia jonowa jest techniką wydajniejszą, szybszą, czulszą i dającą bardzo dobrą powtarzalność uzyskiwanych wyników [23,24]. Zasadnicze różnice pomiędzy tymi technikami chromatograficznymi podano w tabeli nr 1.

Kolumny rozdzielające wypełnione są syntetycznymi żywicami jonowymiennymi, którymi najczęściej są porowate kopolimery styrenu i diwinylobenzenu stanowiące matrycę do której przyłączone są aktywne grupy funkcyjne.

Mogą one znajdować się zarówno na powierzchni jonitu (żywice "błonkowate") jak i w jego rdzeniu (żywice "całkowicie porowate"]. Ich właściwości podano w tabeli 2.

Jony próbki które wykazują silne oddziaływanie hydrofobowe lub sił Van der Waalsa z matrycą nie zawsze muszą być łatwiej rozdzielane od jonów o słabszych oddziaływaniach. Efekt selektywności tego typu jest znacznie słabszy na żywicach błonkowych, ponieważ jony kontaktują się wyłącznie z powierzchnią żywicy.