P1100282

któru powsiante po ustaleniu równowagi roztworu w zetknięciu z adsorbentem, nanosi się w kierunku dodatnim lub ujemnym na osi y. Zależnie od zachowania się subMancji podczas adsorpcji można utrzymać krzywe, które schematycznie są przedstawione nu rys. 32.2.

Rys. 32.2. Izotermy w kształcie U r 5 I*. !» /• — izotermy S; //„. //* - izotermy V

Krzywe lla i I7b świadczą o tym, te w całym zakresie stężeń od 0 do 100% jeden ze składników był adsorbowany więcej niż drugi. Krzywe la do c powstają wtedy, gdy do określonego stężenia adsorbujc się lepiej jedna substancja, a w koń* cowym zakresie stężeń mocniej się wiąże druga substancja.

Krzywe typu lia i II b od swego kształtu nazywają się izotermami U, podczas gdy krzywe typu la do c nazywają się izotermami S. Izoterma S ma zawsze stężenie, przy którym oba .składniki adsorbują się jednakowo w danych warunkach, więc adsorpcja nie zmienia składu mieszaniny. Stężenie, które jest określone przecięciem osi a: z izotermą, nazywa się punkiem zerowej selektywności.

32.2.2. Buch jednej substancji na kolumnie chromatograficznej z adsorbentem

Teoretycznym badaniom zasad dotyczących ruchu substancji na kolumnie z adsorbentem poświęcono wicie prac.

Zwięźle i bardzo jasno przedstawił te zagadnienia Fuks. Na rys. 32.3 widać rozkład stężeń w początkowym paśmie I, które powstanie w górnym brzegu kolumny

t i

Rys. 32.3. Ruch jednej substancji w kolumnie chromatograficznej z adsorbentem

L - długość pierwotnego pasma substancji, e — stężenie

substancji

po wsiąbuodu określonej objętości roztworu. Roztwór w całej szerokości paima ma stale stężenie c_a, które jest równe stężeniu roztworu wprowadzanego na kolumnę. Masa substancji znadsorbow ancj przez jednostkę długości kolumny jest równa m/"(r_cj. gdzie m jest masą adsorbentu przypadającą na jednostkę długości kolumny, a /(r_c) jest wartością adsorpcji przy stężeniu c₀. Zależność wyrażoua funkcją f (e) jest, jak wykazano, izotermą adsorpcji.

leżeli V jest objętością cieczy wypełniającej jednostkę długości kolumny, to masa substancji znajdującej się w jednostce długości kolumny w stanie zaadwrbo-wanym i rozpuszczonym jest równa sumie V e₀-f mf (c©)- Jeżeli na kolumnie umieści się określoną objętość roztworu V₀, to długość pasma L można wyrazić równaniem

r _ Vq cp    ____ -    n]

Vc₀ + m/(c₀)    F-rm/(_Co)/c₀

Trzy przemywaniu kolumny czystym rozpuszczalnikiem parno przesuwa się w dół kolumny. Przemieszczenie x jego przedniej krawędzi po przepuszczeniu objętości rozpuszczalnika V można wyrazić równaniem analogicznym do poprzedniego

* “ ~v+węSi^    ⁽³²¹⁴⁾

przy czym przedni brzeg strefy* przesuwającej się pozostaje zwykle ostry, podczas gdy tylni brzeg stopniowo się rozmywa. Przesunięcie strefy o stężeniu e w tylnej krawędzi pasma (II) można wyrazić równaniem

WW    |§§

Strefy z różnymi stężeniami przesuwają się wzdłuż kolumny z różną prędkością; Im stężenie jest większe, tym większe jest przesunięcie strefy. W wyniku tego centrum zaadsorbowanego pasma z największym stężeniem wyprzedza i tworzy ostry przedni brzeg, podczas gdy drugi brzeg pasma stale się rozciąga w ogon.

Ten przebieg jest charakterystyczny dla większości przypadków w chromatografii adsorpcyjnej, w których obowiązuje izoterma Freur.diicha lub Langmuira. Tylko w rzadkich przypadkach prostoliniowego przebiegu izotermy rozkład pasma absorpcyjnego jest symetryczny. W specjalnych przypadkach, kiedy izoterma ma kształt wklęsły, czoło pasma staje się rozmyte, a tylny brzeg strefy — ostry.

32.2.3. Zależność między adsorpcją a strukturą substancji

Powszechnie stosowane adsorbenty w. chromatografii adsorpcji rej można, podzielić na dwie grupy zależnie od ich własności:

1.    adsorbenty polarne (hydrofitowe),

2.    adsorbenty niepolame (hydrofobowe).

Adsorbenty polarne odznaczają się dużym powinowactwem do wody i do innych polarnych rozpuszczalników. Należy do nich większość adsorbentów (tlenki, wodorotlenki, siarczany, węglany itd.).

435