Адсорбционая (молекулярная) хроматография

Метод адсорбционной (молекулярной) хроматографии основан на различной способности к адсорбции молекул в зависимости от их строения и молекулярной массы.

В качестве адсорбентов используют порошкообразные вещества с размерами частиц 1-10 мкм: оксид алюминия, оксид кальция, силикагель, сахар, крахмал, целлюлоза, активированный уголь. Комбинируя различные раствори­тели (вода, спирты, хлороформ, бензол, циклогексан, гексан) и адсорбенты, удается подобрать удобные условия хроматографического разделения различных смесей.

Через колонку, заполненную адсорбентом, пропускают раствор компонентов разделяемой смеси. Чем слабее адсор­бируется вещество, тем больше скорость его перемещения по колонке и тем дальше оно перемещается от линии стар­та. При последующем промывании колонки чистым растворителем (процесс элюирования) первыми вымываются слабо адсорбируемые молекулы, а последними — молекулы, наиболее прочно связанные с адсорбентом. На поверхности адсорбента происходит не только адсорбция молекул из раствора, но и обратный процесс - десорбция. С течением времени устанавливается адсорбционное равновесие.

Молекулярная адсорбция различных веществ из рас­творов зависит от природы растворителя и разделяемых веществ, от природы и структуры поверхности адсорбента.

Чтобы растворенное вещество хорошо адсорбировалось на поверхности адсорбента, надо, чтобы молекулы раство­рителя плохо смачивали поверхность адсорбента и не ад­сорбировались. Например, активированный уголь хорошо адсорбирует из водных растворов органические кислоты, спирты, амины, но совсем не адсорбирует эти вещества из органических растворителей.

Вопрос о зависимости адсорбции на твердой поверхности от природы растворенного вещества очень сложен, так как одно и то же вещество по-разному адсорбируется на разных твердых поверхностях и из разных растворителей. Напри­мер, для адсорбции жирных кислот из водных растворов на угле установлено ее возрастание с повышением молекуляр­ной массы в гомологическом ряду, однако на других адсор­бентах и в других растворителях этого не наблюдается.

С измельчением адсорбента увеличивается его поверх­ность и поэтому быстрее протекает процесс адсорбции.

С повышением температуры молекулярная адсорбция всегда уменьшается, так как возрастание интенсивности молекулярно-теплового движения затрудняет фиксацию молекул на поверхности раздела фаз.

В медицине широко используется гемосорбция, при ко­торой применяются активированные угли для очистки крови от токсических веществ. В спиртовом производст­ве из водно-спиртовой смеси адсорбцией на угле удаляют сивушные масла. В сахарной и крахмалопаточной промы­шленности углем обесцвечивают сахарные и глюкозные сиропы. Во время первой мировой войны активированный уголь использовали в противогазах для защиты от боевых отравляющих веществ. Гидрофильные адсорбенты: глины и кизельгур используют при рафинировании жиров - очи­стке жиров от свободных жирных кислот, смолистых и красящих веществ.