Неподвижные и подвижные фазы

В качестве неподвижных фаз в ионообменной хроматографии используются различные ионообменники.

Ионообменниками (ионитами) называют электролиты, у ко­торых один ион является полимерным макроионом, а ионы противо­положного знака могут обмениваться на ионы, находящиеся в рас­творе.

По химическому строению ионообменник представляет собой полимер (полимерную матрицу), в составе которого имеются ионо- генные функциональные группы.

РФ

OH

среднекислотные) I

Ионообменники могут быть твёрдыми и жидкими. В ионооб­менной хроматографии в большинстве случаев используют твёрдые ионообменники. Полимерная матрица, лежащая в основе структуры ионообменника, может быть неорганической или органической. Наи­большее практическое применение имеют ионообменники органиче­ской природы, главным образом, сополимеры стирола с дивинилбен- золом.

Катионообменники содержат в своей структуре ионогенные группы кислотного характера, анионообменники - основного. В со­став амфотерных ионообменников входят и кислотные, и основные группы. Ионообменники, имеющие только один тип функциональных групп (например, только -SO₃H), называются монофункциональны­ми. Ионообменники, в состав которых входит более одного типа ио- ногенных функциональных групп (например, -SO₃H и -OH), называ­ются полифункциональными.

	pKa
-SO3H
-COOH	4-5
Ph-OH	9-10

J-

сильнокислотные КУ-1

n

КАТИОНООБМЕННИКИ - слабокислотные

КБ-2

Уравнение ионного обмена с участием катионообменника может иметь следующий вид

+

+

RH + Na H-форма

RNa + H Na-форма

М

J-

J

слабоосновные

сильно осно вные

среднеосновные \ содержат смесь третичных аминогрупп 1 и четвертичных аммониевых групп

групп

I

АНИОНООБМЕННИКИ

		P^KBH+
ч	+ OH^-	-NR3OH 13
CH2N(CH3)3	-NHR; - NR2 9-11
АВ-17	-NH2 5-8

ROH + Cl" г RCl + OH" OH-форма Cl-форма

Каждый ионообменник содержит в своей структуре определён­ное число функциональных групп, способных к ионному обмену. Число таких групп в единице массы (или объёма) ионообменника ха­рактеризуется величиной обменной ёмкости. Практически обменную ёмкость выражают в виде количества ионов (в ммолях), поглощённых

1 г сухого или 1 мл набухшего ионообменника в Н- или Cl-форме при определённых условиях.

В качестве подвижных фаз в ионной хроматографии чаще всего используют водные растворы, поскольку вода является высокополяр­ным растворителем и способствует ионизации вещества. Хроматогра- фирование может проводиться при разных значениях рН в зависимо­сти от природы разделяемых веществ и типа используемого ионооб- менника. С сильнокислотными и сильноосновными ионообменниками работают при рН 2 - 12, слабокислотными - 5 - 12, слабоосновными -

2 - 6.

ch₂nh₂ АН-15

На рис. 24.6 показан пример ионообменного разделения двух аминокислот - глутаминовой кислоты и гистидина с использованием сильнокислотного ионообменника.

H₂N—CHCOOH

Ch₂

I ²

CH

I

H₂N—CHCOOH

ch2

□

p/ = 3,22

□ Р/

= 7,47

N^ NH

COOH

pH 2

V

pH 9

Q39 МП

□ □ □ □

□

Рис. 24.6. Разделение двух аминокислот методом ионообменной хромато­графии с использованием сильнокислотного катионообменника (ионы Na+, уча­ствующие в ионном обмене, не показаны)

Дата добавления: 2015-09-07