Понятие о теории метода. Параметры удерживания, параметры разделения (степень разделения, коэффициент разделения, число теоретических тарелок). Влияние температуры на разделение.

Газовая хроматография – процесс разделения компонентов смеси, основанный на различии в равновесном распределении компонентов между двумя фазами – газом-носителем (подвижная фаза) и либо твердой фазой, либо жидкостью, нанесенной в виде тонкой пленки на поверхность твердого носителя или стенки хроматографической колонкой. В первом случае метод называется газоадсорбционной хроматографией, во второй – газожидкостной (распределительной) хроматографией.

Параметры удерживания. Хроматограмма – это зарегистрированная во времени последовательность показаний регистора. Каждому разделенному компоненту смеси соответствует свой пик на хроматограмме. По оси абсцисс откладывается время (или расстояние), по оси ординат – величина аналитического сигнала, которая тем больше, чем выше содержание данного компонента в разделяемой смеси.

Время удерживания – качественная характеристика каждого компонента; измеряется от момента ввода пробы до момента выхода максимума пика. Оно зависит от природы хроматографируемого вещества и газа-носителя, скорости прохождения подвижной фазы через хроматографическую колонку, от природы и массы неподвижной фазы, температуры, длины колонки. Чем выше коэффициент распределения хроматографического вещества, тем больше и его время удерживания.

Время выхода ( τ ) – время выхода несорбируемого компонента при хроматографировании веществ в одних и тех же условиях. Определяется соотношением τ =L/v.

Исправленное время удерживания τ `<sub>1</sub>и τ `₂ – это время, в течение которого данный компонент находится в неподвижной фазе. τ `<sub>1</sub>= τ <sub>1</sub>- τ <sub>0</sub>, τ `₂= τ ₂- τ ₀ .

Объем удерживания (V) – равен объему подвижной фазы, который выносит из колонки все данное вещество. Зависит от скорости v движения подвижной фазы равен прозведению времени удерживания т на эту скорость: V= τ v

Коэффициент удерживания (замедления) R – это отношение скорости перемещения w данного компонента вдоль хроматографической колонки к скорости v движения потока газа-носителя: R=w/v

Коэффициент емкости k равен отношению исправленного времени удерживания т`=т-т₀ данного компонента к т₀: k=(τ - τ ₀)/ τ ₀

Параметры разделения. К параметрам разделения двух веществ относятся степень и коэффициент разделения. Эффективность хроматографической колонки характеризуется числом теоретических тарелок и величной, эквивалентной теоретической тарелке.

Степень разделения R_s (разрешение пиков) количественно характеризует разделение двух пиков на хроматограмме и рассчитывается R_s=2∆τ/a(1)+a(2)=∆ τ/a(1)_1/2-a(2)_1/2

где ∆ τ=τ₂- τ₁ – разность времен удерживания разделяемых компонентов 1и 2, a(1) и a(2) – ширина пиков, a(1)_1/2 и a(2)_1/2 – полуширина пиков.

Степень разделения завсит от коэффициента разделения α и числа теоретических тарелок n.

Коэффициент разделения α рассчитывается по формуле α=τ₂-τ₀/τ₁-τ₀=K₂/K₁

где τ₂ и τ₁ – соответственно время удерживания компонентов 1 и 2, τ₀ – времявыхода несорбируемого компонента, K₂ и K₁ – коэффициенты распределения компонентов 2 и 1.

Коэф. разделения характеризует селективность неподвижной фазы по отношению к двум данным компонентам и относительное расположение разделяемых пиков на хроматограмме.

Участок зоны внутри колонки, на котором устанавливается равновесное распределение данного вещества между подвижной фазой и неподвижной фазой, называют теоретической тарелкой. Разделяемое вещество как бы распределяется по этим тарелкам. Чем больше число теоретических тарелок, тем эффективнее работа хроматографической колонки.

Температура очень сильно влияет на процессы хроматографического разделения. С ростом температуры увеличивается средняя скорость движения молекул в парогазовой подвижной фазе, в результате чего уменьшается разность скоростей между «убегающими» и «отстающими» частицами одного и того же компонента. Эффективность процесса разделения возрастает. Несколько снижается селективность хроматографического разделения.

При сравнительно низких температурах (до 200-250) разделяют и определяют относительно легколетучие вещества: некоторые углеводороды, спирты и эфирные масла. При более высоких температурах (250-400) разделяют и определяют фенолы, высокомолекулярные спирты,жирные кислоты.

96. Жидкостная хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография. Сущность метода. Применение высокоэффективной жидкостной хроматографии в фармации.

Жидкостная хроматография –подвижная фаза – жидкость.

Методы ГЖХ неприменимы для разделения и определения веществ с высокой молярной массой (больше 300), нелетучих, термически нестойких, ионогенных соединений. Эти недостатки отсутствуют в методе высокоэффективной жидкостной хроматографии – ВЭЖХ. ВЭЖХ или жидкостная хроматография высокого давления, основана на тех же принципах, что и ГЖХ, только вместо газа-носителя в качестве подвижной фазы применяется поток жидкости, не смешивающейся с жидкой неподвижной фазой хроматографической колонки. В ВЭЖХ обе контактирующие фазы – подвижная и неподвиджная – жидкости. Разделение компонентов основано на различии их коэффициентов распределения между неподвижной и подвижной фазами. Температура хроматографической колонки может быть комнатной, что позволяет хроматографировать белки, аминокислоты и т.д.

При технологическом и фармакопейном контроле качества лекарственных форм ВЭЖХ стала одним из основных методов определения как самих фармакологически активных веществ, так и вспомогательных компонентов и посторонних примесей. Так, например, методом ВЭЖХ анализируют лекарственные препараты альдактон, амизол, кофеин, парацетамол и т.д.

Электрохимические методы анализа. Общие понятия. Классификация электрохимических методов анализа. Методы без наложения и с наложением внешнего потенциала: прямые и косвенные электрохимические методы.

Электрохимические методы анализа – это методы, основанные на электродных реакциях и на переносе электричества через растворы.

Применение электрохимических методов в количественном анализе основывается на использовании зависимостей величин измеряемых параметров электрохимических процессов (разность электрических потенциалов, ток, количество электричества) от содержания определяемого вещества в анализируемом растворе, участвующего в данном электрохимическом процессе. Электрохимические процессы – такие процессы, которые сопровождаются одновременным протеканием химических реакций и изменением электрических свойств системы, которую в подобных случаях можно назвать электрохимической системой. Электрохимическая система обычно содержит электрохимическую ячейку, включающую сосуд с электропроводящим анализируемым раствором, в который погружены электроды.

Классификация, основанная на учете природы источника электрической энергии в системе:

а) методы без наложения внешнего (постороннего) потенциала. Источником элек. энергии служит сама электрохимическая система, представляющая собой гальванический элемент. К таким методам отностся потенциометрические методы.

б) методы с наложением внешнего (постороннего) потенциала. К ним относят:

кондуктометрический анализ – основан на измерении электрической проводимости растворов как функции их концентрации;

вольтамперометрический анализ – основан на измерении тока как функции приложенной известной разности потенциалов и концентрации раствора,

кулонометрический анализ – основан на измерении количества электричества, прошедшего через раствор, как функции его концентрации,

электрогравиметрический анализ – основан на измерении массы продукта электрохимической реакции.

Классификация по способу применения электрохимических методов:

а) Прямые методы. Измеряют электрохимический параметр как известную функцию концентрации раствора и по показанию соответствующего измерительного прибора находят содержание определяемого вещества в растворе.

Б) Косвенные методы – это методы титрования, в которых окончание титрования фиксируют на основании измерения электрических парметров системы.

В соответствии с данной классификацией различают:

1)прямую потенциометрию: определение концентрации вещества в прямой потенциометрии проводят обычно методом градуировочного графика или методом добавок стандарта.

2)потенциометрическое титрование – способ определения объема титранта, затраченного на титрование определяемого вещества в анализируемом растворе, путем измерения ЭДС с помощью гальванической цепи, составленной из индикаторного электрода и электрода сравнения.

3)прямую кондуктометрию – здесь концентрацию вещества в анализируемом растворе определяют по результатам измерений удельной электропроводности этого раствора. При обработке данных используют расчетный метод и метод градуировочного графика.

4)кондуктометрическое титрование – здесь за ходом титрования следят по изменению электропроводности анализируемого раствора, находящегося в кондуктометрической ячейке между двумя инертными электродами. По полученным данным вычерчивают кривую кондуктометрического титрования, отражающую зависимость электропроводности титруемого раствора от объема прибавленного титранта.

Кондуктометрический анализ (кондуктометрия). Принцип метода, основные понятия. Прямая кондуктометрия. Определение концентрации анализируемого раствора по данным измерения электропроводности (расчетный метод, метод градуировочного графика).

Кондуктометрический анализ основан на использовании зависимости между электропроводностью растворов электролитов и их концентраций.

Об электропроводности растворов электролитов судят на основании измерения их электрического сопротивления в электрохимической ячейке, которая предсталяет собой стеклянный сосуд с двумя впаянными в него электродами, между которыми находится испытуемый раствор электролита. Через ячейку пропускают переменный электрический ток.

Удельная электропроводимость – это электрическая проводимостьслоя электролита, находящегося между сторонами куба с длиной сторон 1 см, численно равная току, проходящему через слой раствора электролита с площадью поперечного сечения 1 см ² при градиенте приложенного электрического потенциала 1В/см. Она зависит от природы электролита и растворителя, от концентрации раствора, от температуры.

Эквивалентная электропроводимость – это электрическая проводимость слоя раствора элетролита толщиной 1 см, находящегося между одинаковыми электродами с такой площадью, чтобы объем раствора электролита, заключенного между ними, содержал 1 г-экв растворенного вещества. Она увеличивается с уменьшением концентрации раствора электролита.

Прямая кондуктометрая – здесь концентрацию вещества в анализируемом растворе определяют по результатам измерений удельной электропроводности этого раствора. При обработке данных используют расчетный метод и метод градуировочного графика.

Рассчетный метод. Молярная концентрация эквивалента с электролита в растворе может быть рассчитана, если известны удельная электропроводность к и эквивалентная электропроводность λ:

С=1000к/ λ

Удельную электропроводность определяют экспериментально на основании измерения электрического сопротивления термостатированной кондуктометрической ячейки.

Эквивалентная электропроводность раствора λ равна сумме подвижностей катиона λ₊ и аниона λ_-.

Метод градуировочного графика. Готовят серию эталонных растворов, каждый из которых содержит точно известную концентрацию определяемого вещества, измеряют их удельную электропроводность при постоянной температуре в термостатируемой кондуктометрической ячейке. По полученным данным строят график, откладывая по оси абсцисс концентрацию эталонных растворов, а по оси ординат – значения удельной электропроводности.

Затем в тех же условиях измеряют удельную электропроводность к(Х) определяемого электролита в анализируемом растворе с неизвестной концентрацией с(Х) и по графику находят искомую величину с(Х).