ЗАНЯТИЕ 30

1. Знать:

общую характеристику и классификацию хроматографических методов разделения и определения веществ;

основные хроматографические характеристики удерживания, параметры хроматографического пика и параметры разделения веществ;

сущность хроматографического разделения, причины размывания хроматографических пиков.

2. Уметь:

проводить определение хлорида натрия методом ионообменной хроматографии.

1. Хроматография. Принцип метода. Классификация хроматографических методов.

2. Хроматографические параметры: основные характеристики внешней хроматограммы, характеристики удерживания, характеристики, используемые для количественного определения веществ.

3. Теории хроматографического разделения. Теория хроматографических тарелок. Кинетическая теория (уравнение Ван-Деемтера).

1. Почему хроматографическое разделение является более эффективным по сравнению со статическими методами разделения - сорбцией и экстракцией?

2. Что такое проявительная, вытеснительная и фронтальная хроматография? Нарисуйте примерные внешние хроматограммы для данных методов хроматографического разделения. Какой из них и почему обычно используют в количественном хроматографическом анализе?

3. Что такое внутренняя и внешняя хроматограмма? Дайте определение понятиям «нулевая линия», «хроматографический пик», «основание пика», «ширина пика», «высота пика», «ширина пика на половине высоты».

4. Почему исправленное время удерживания (исправленный удерживаемый объём) является более надёжной качественной характеристикой вещества, чем время удерживания (удерживаемый объём)?

5. В чём физический смысл хроматографической характеристики, называемой коэффициентом ёмкости ( )?

6. Какие хроматографические параметры используются при количественном определении? Что такое «метод внутреннего стандарта»?

7. Что такое «теория теоретических тарелок»? Почему она так называется?

8. Согласно кинетической теории хроматографии размывание хроматографических пиков обусловлено одновременным действием трёх независимых друг от друга процессов. Охарактеризуйте данные процессы.

9. Как будет выглядеть зависимость ВЭТТ от скорости подвижной фазы для газовой хроматографии в случае газовой хроматографии с использованием капиллярной колонки, в которой неподвижная фаза нанесена в виде равномерной тонкой плёнки на внутренней поверхности колонки (капилляра) и в случае жидкостной хроматографии?

10. Что такое «разрешение» (R_S)? Почему разделение двух хроматографических пиков считается полным, если R_S ³ 1,5?

1. Что из перечисленного ниже верно?

1) в газожидкостной хроматографии подвижной фазой является газ;

2) в количественном анализе наиболее часто используется фронтальный вариант хроматографирования;

3) газовая хроматография обычно является плоскостной;

4) в эксклюзионной хроматографии разделение связано с различным размером и формой молекул компонентов смеси;

5) жидкостная хроматография может быть ионообменной, аффинной и распределительной.

2. Ниже приведены значения коэффициентов распределения пяти компонентов смеси в условиях хроматографирования. Какой из компонентов разделяемой смеси выйдет из колонки первым?

1) 1; 2) 5; 3) 15; 4) 30; 5) 50.

3. Ниже приведены значения времен удерживания (в секундах) для пяти компонентов анализируемой смеси. Для какого из данных компонентов коэффициент ёмкости колонки будет наибольшим?

1) 10; 2) 30; 3) 50; 4) 80; 5) 100.

4. Для вещества, которое в условиях хроматографирования практически не взаимодействует с неподвижной фазой:

1) t_R = t_m; 2) k’ = 1; 3) k’ = 0; 4) D = 0; 5) V_R = V_S.

5. Хроматографическая колонка длиной 1000 см имеет эффективность 1000 теоретических тарелок. Высота эквивалентная теоретической тарелке для данной колонки равна:

1) 1м; 2) 100 см; 3) 1см; 4) 10 мм; 5) 1 мм.

6. Пять различных хроматографических колонок имеют одинаковую длину. Какая из них будет наиболее эффективной, если значения H (мм) для них равны:

1) 0,5 мм; 2) 1,0 мм; 3) 1,5 мм; 4) 2,0 мм; 5) 2,5 мм.

7. Что из перечисленного ниже верно?

1) Влияние вихревой диффузии на размывание хроматографического пика не зависит от скорости подвижной фазы;

2) при больших скоростях подвижной фазы основным фактором, влияющим на размывание хроматографического пика, является продольная диффузия;

3) при малых скоростях подвижной фазы влияние сопротивления массопереносу на размывание хроматографического пика оказывается наиболее заметным;

4) в жидкостной хроматографии продольная диффузия значительно слабее влияет на размывание хроматографического пика, чем в газовой хроматографии;

5) основным фактором, влияющим на размывание хроматографического пика при использовании капиллярных колонок, является вихревая диффузия.

8. Ниже приведены значения времен удерживания (секунд) для пяти компонентов анализируемой смеси. У какого из компонентов ширина соответствующего ему хроматографического пика будет максимальной, если число теоретических тарелок для всех веществ одинаково?

1) 20; 2) 70; 3) 120; 4) 200; 5) 400

9. Исправленное время удерживания вещества А составляет 150 секунд, а вещества B - 100 секунд. Коэффициент разделения веществ А и В равен:

1) 50; 2) 250; 3) 1,50; 4) 7,50; 5) 0,15.

10. Для двух компонентов анализируемой смеси величина R_S равна 1,8. Что из перечисленного ниже верно?

1) пики, соответствующие веществам, практически не разделены;

2) пики, соответствующие веществам, разделены до половины высоты;

3) пики, соответствующие веществам, разделены до нулевой линии;

4) степень перекрывания пиков составляет 5%;

5) степень перекрывания пиков меньше, чем 0,1%.

При измерении на хроматограмме расстояния от точки, соответствующей вводу пробы, до максимума соответствующего хроматографического пика были получены следующие результаты: вещество А - 82,0 мм, вещество В - 99,5 мм. Ширина пика вещества А составляет 10,5 мм, вещества В - 12,5 мм. Рассчитайте основные параметры, характеризующие удерживание и разделение данных веществ, если скорость движения диаграмной ленты равна 240 см/час, время удерживания несорбируемого компонента - 15 секунд, а объёмная скорость подвижной фазы (газа-носителя) - 31,6 мл/мин.

Скорость движения диаграмной ленты составляет 240 см/час или 2400 мм/час, следовательно, 1,0 мм на полученной внешней хроматограмме соответствует 1,5 секунды. Объёмная скорость подвижной фазы равна 31,6 мл/мин или 0,527 мл/сек.

Основные параметры, характеризующие удерживание веществ, будут иметь следующие значения:

Параметр	Расчётная формула	Значение
		вещество А	вещество В
		123 сек	149 сек
		108 сек	134 сек
		56,9 мл	70,6 мл
		7,20	8,93

Число теоретических тарелок при расчёте по веществу А составляет

При расчёте по веществу В N = 1,0×10³.

Коэффициент разделения веществ В и А равен

Разрешение пиков равно

Разделение пиков, соответствующих данным веществам, можно считать полным.

1. Рассчитайте, сколько % времени в процессе хроматографирования проводит в неподвижной фазе вещество, время удерживания которого равно 5,00 мин, если время удерживания несорбируемого компонента в данных условиях составляет 15,0 сек. Ответ: 95%.

2. Время удерживания тиамина равно 2,03 мин. Рассчитайте и для данного вещества, если скорость подвижной фазы равна 80 мкл/мин, а величина «мёртвого объёма» - 90 мкл. Ответ: 72,4 мкл, 0,804.

3. При определении берберина методом ВЭЖХ были получены следующие данные: t_R = 6,82 мин, w_0,5 = 3,5 мм. Рассчитайте значения N и H, если скорость движения диаграмной ленты составляет 6,0 мм/мин, а длина колонки - 64 мм. Ответ: 7,6×10² тарелок, 8,4×10^-2 мм.

4. Какой должна быть высота эквивалентная теоретической тарелке (мм), чтобы в колонке длиной 200 см ширина пика на половине высоты для вещества со временем удерживания 5,00 мин была бы равна 15,0 сек. Ответ: 0,909 мм.

5. Рассчитайте разрешение пиков двух веществ, имеющих t_R 160 и 170 секунд при их хроматографическом разделении в колонке, имеющей эффективность 2000 теоретических тарелок. Ответ: 0,68.

1. Значение коэффициента ёмкости колонки для вещества А равно 5,00, а для вещества B - 7,00. Рассчитайте величины исправленных удерживаемых объёмов для данных веществ, если величина «мёртвого объёма» равна 90 мкл. Чему равен коэффициент разделения данных веществ и разрешение, если число теоретических тарелок для используемой колонки равно 1000?

2. Рассчитайте минимальное значение высоты эквивалентной теоретической тарелке, необходимое для полного разделения пиков веществ, значения времён удерживания которых равны 4,10 и 4,40 мин. Длина колонки равна 150 см. Ширину пиков считать примерно одинаковой.

3. При линейной скорости подвижной фазы (газа) 0,05 см/сек значение H оказалось равным 0,034 мм, а при скорости 0,50 см/сек - 0,027 мм. Рассчитайте величину оптимальной скорости подвижной фазы. Вклад вихревой диффузии в величину H равен 0,011 мм