Хроматографические параметры удерживания

Форма хроматографического пика и время (объем) удерживания зависят от типа изотермы ионного обмена. На рис. 4 представлены формы хроматографических пиков и зависимости удерживаемого объема (V_R) от концентрации определяемого иона для различных типов изотерм ионного обмена.

Рис. 4. Форма хроматографического пика и зависимость удерживаемого объема (V_R) от концентрации определяемого иона для различных типов изотерм ионного обмена.

В случае линейной изотермы пик симметричен, а объем удерживания не зависит от концентрации определяемого иона. Для выпуклой изотермы хроматографический пик имеет асимметричную форму с размытым задним фронтом (тылом); объем удерживания уменьшается с увеличением концентрации определяемого иона. Обратная картина наблюдается для вогнутой изотермы. В этом случае размыт передний фронт хроматографического пика и объем удерживания увеличивается. Из вышесказанного следует, что концентрации определяемых ионов должны находиться в области линейной изотермы ионного обмена. [6]

На рис. 5 представлена хроматограмма смеси двух веществ. По оси абсцисс отложено время хроматографирования (t), по оси ординат – величина сигнала детектора (I), зависящая от концентрации веществ в растворе (элюате), вытекающем из колонки.

Рис. 5. Хроматограмма смеси двух веществ, полученная элюентным методом.

Время от момента ввода анализируемой пробы до регистрации максимума пика называют временем удерживания (элюирования) t_R. Время удерживания складывается из двух составляющих – времени пребывания вещества в подвижной (t_п.ф.) – и неподвижной (t_н.ф.) фазах: t_R = t_п.ф. + t_н.ф.. Величина t_п.ф равна времени прохождения через колонку несорбируемого компонента (t_п.ф.= t₀). Время удерживания t_R зависит от природы вещества и сорбента, а также упаковки сорбента и может меняться от колонки к колонке. Поэтому для характеристики "истинной" удерживающей способности следует ввести приведенное время удерживания t_R^/:

t_R^/ = t_R – t₀.

Для характеристики удерживания часто используют понятие удерживаемого объема V_R. Он равен объему подвижной фазы, который необходимо пропустить, чтобы элюировать вещество:

V_R = t_R·F,

где F – объемная скорость потока элюента.

V_п.ф. (или V₀) включает в себя объем колонки, незанятый сорбентом, объем коммуникаций от устройства ввода пробы до колонки и от колонки до детектора. Исправленный (приведенный) удерживаемый объем равен:

V_R^/ = V_R – V₀.

При постоянных условиях хроматографирования (скорость потока элюента, состав фаз, давление, температура) значения t_R и V_R достаточно хорошо воспроизводимы и могут быть использованы для идентификации веществ.

Безразмерный числовой параметр k – фактор удерживания позволяет провести сравнение различных хроматографических систем. Этот параметр дает информацию о том, насколько дольше вещество находится в сорбенте, чем в подвижной фазе:

k = t_R^/ / t₀.

Вспомогательными параметрами, используемыми при количественной обработке хроматограмм, являются ширина пика на половине высоты (полуширина пика) ω_0.5 или ширина пика в любой другой точке высоты, например, ширина в точке перегиба -2σ (рис. 6).

Рис. 6. К определению количественных параметров хроматографического пика. Выходная хроматографическая кривая (хроматограмма).

В количественном хроматографическом анализе измеряемыми величинами является площадь пика А – участок выходной хроматографической кривой, ограниченной контуром BCDEF (ветвями пика) и продолжением нулевой (базовой) линии BF. Кроме этого, высота пика h – отрезок GD, отвечающий максимальной амплитуде сигнала детектора (перпендикуляр, восстанавливаемый от продолжения базовой линии BF к вершине пика). [6]

В хроматографическом анализе следует стремиться к получению хроматограмм с гауссовыми пиками. Сам факт асимметричности хроматографической полосы свидетельствует о нелинейной изотерме сорбции, что может служить причиной недостаточно полного разделения соседних зон и, как следствие, меньшей точности результатов количественного анализа.

Для определения принадлежности формы хроматографического пика к гауссовой можно использовать отнесение ширины пика при основании к полуширине пика. Для истинно гауссовых пиков должно соблюдаться равенство:

ω_осн=1.698ω_0.5.

В первом приближении можно считать пик гауссовым, если численное значение отношения находится в пределах 1.67-1.73.

Дата добавления: 2015-10-21