Cromatografia cu schimb de ioni
Cromatografia cu schimb de ioni , sau pur și simplu cromatografia cu ioni ( IC ), este tipul de cromatografie care se bazează pe principiul atracției dintre ioni cu sarcină opusă. Mulți compuși organici, cum ar fi aminoacizii , pot avea părți polare ale moleculei favorizând astfel separarea lor prin această metodă. Sarcina netă pe care o prezintă acești compuși depinde de pKa lor și de pH - ul soluției . Rolul determinării concentrației de cationi și anioni în analiza apei este, de asemenea, foarte important.
Cromatografia cu schimb de ioni face posibilă separarea ionilor foarte simplu. Este foarte util pentru purificarea probelor analitice, deoarece, de exemplu, poate fi necesar să analizați un anion într-o matrice cationică. La fel ca celelalte metode cromatografice, este de asemenea capabil să efectueze determinări calitative și cantitative.
Tehnica
În cromatografia cu schimb de ioni, faza staționară constă din macromolecule care conțin situsuri active ionizate, în care contraionii [1] pot fi schimbați cu alții având aceeași sarcină, eluată cu faza mobilă. Se stabilește astfel un fel de competiție între contracțiile fazei staționare și cele ale amestecului în faza de separare, împotriva siturilor active ionizate ale fazei staționare. În timpul separării, ionii prezenți în faza mobilă sunt separați unul de celălalt în funcție de afinitatea diferită pentru fiecare dintre siturile ionizate ale fazei staționare.
La fel ca în cromatografia normală, aveți o coloană cromatografică ambalată cu un tip special de rășină , capabilă să schimbe ioni . Există două tipuri de rășini: schimbul de anioni și schimbul de cationi. Acestea din urmă posedă grupuri încărcate negativ și, prin urmare, atrag molecule încărcate pozitiv, viceversa, primele. Un exemplu clasic de grup capabil să schimbe cationi este -SO 3 - , în timp ce un grup tipic care schimbă anioni este grupul -NH 3 + . Foarte important, pentru a determina intensitatea interacțiunii fixe fază- analit , este raportul sarcină / masă: de fapt, folosind modelul electrostatic este posibil să se explice diferitele timpi de retenție, ca specie ionică cu cea mai mare sarcină / raportul de masă este cel mai mult reținut (de exemplu, Na + iese mai devreme decât Fe 3+ și același Fe 3+ urmează Fe 2+ ). De asemenea, deoarece faza mobilă este în general un tampon (esențial în cazul schimbătorilor slabi), este necesar să se ia în considerare nu raza ionică a ionului gol, ci raza de hidratare a acestuia. Se întâmplă că un ion mai dur , cum ar fi Li +, asociază o sferă de coordonare mai largă și, prin urmare, este eluat mai întâi ionul de sodiu, care are o rază ionică mai mare gol.
Multe schimbători de ioni sunt realizate din stiren și divinilbenzen ( polistiren ) polimeri . Polistirenul fiind un polimer liniar este solubil în numeroși solvenți. Prin condensarea stirenului cu divinilbenzen, pe de altă parte, se obțin polimeri cu legături încrucișate și, prin urmare, insolubili (reticulați sau termorezistenți): cu cât este mai mare numărul de legături încrucișate, cu atât este mai mare capacitatea de a reține compușii cu o greutate moleculară mare . Pe termen lung, aceste coloane trebuie regenerate și de obicei se folosesc săruri care pot crea compuși mai stabili cu ionii din coloană, pentru a regenera rășina (de obicei se folosește clorură de sodiu concentrată). Alte coloane mai puțin valoroase folosesc în schimb silice modificată chimic.
Suprimarea
Există pe piață instrumente capabile să efectueze ceea ce se numește cromatografie cu schimb de ioni cu suprimare . Termenul de suprimare se referă la anularea conductivității electrice datorită componentelor ionice prezente în eluent.
Suprimarea este de o importanță fundamentală atunci când, de exemplu, se efectuează determinarea simultană a cationilor și anionilor și se efectuează utilizând o a doua coloană după coloana de separare. Această a doua coloană va avea un schimb de anioni atunci când se efectuează separarea cationică și invers a schimbului de cationi atunci când anionii sunt separați. De exemplu, folosind o rășină schimbătoare de anioni de tip -NH 4 + OH - și un eluant tamponat cu ioni HCO 3 - și CO 3 2- , o coloană de suprimare a schimbului de cationi de tip -SO 3 - H + eliberând hidrogenul ionic neutralizează HCO 3 - și CO 3 2 - producând dioxid de carbon și apă .
În utilizarea practică, suprimarea folosește mai ușor membranele speciale cu autoregenerare, mai degrabă decât coloanele clasice.
Suprimarea permite detectarea, prin intermediul unui detector de conductivitate, a cantităților de urme de metale cu o precizie excelentă și este indispensabilă pentru multe analize de mediu.
Notă
- ^ prin „contraioane” înțelegem ionii legați de faza staționară.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre cromatografia cu schimb de ionii
linkuri externe
- ( EN ) Cromatografia cu schimb de ioni , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controlul autorității | LCCN (EN) sh85067797 · GND (DE) 4122222-2 |
|---|
