1. Xromatografik tahlil usullari va ularning mohiyati

Xromatografik analizning mohiyati
Reja:


1. Xromatografik tahlil usullari va ularning mohiyati.
2.Adsorbsion hamda absorbsion xromatografiya. 3.Yupqa qatlamdagi xromatografiya.
4.Ion almashinish xromatografiyaasi.
Neft va gaz mahsulotlaridan olingan kimyoviy birikmalarni ajratish, tahlil qilish va ularning xossalarini tekshirishning kimyoviy, fizikaviy va fizik-kimyoviy usullar i orasida xromatografik tahlil usullari muhim о‘rinni egallaydi.
Xromatografik tahlil usullari soddaligi, samaravorligi, tanlovchanligi, tezkorligi, shuningdek, uni boshqa fizik-kimyoviy usullar bilan birgalikda avtomatlashtirish mumkinligi tufayli keng tarqalgan.
Xromatografiyaa usullarining о‘ziga xos xususiyati ularning universalligida bо‘lib,turli konsentratsiyalarda olingan anorganik va organik qattik, suyuq hamda gazsimon moddalarni ajratish va aniklashga imkon beradi. Bu usullarning yana bir muhim tomoni shundaki, ular yordamida xossalari bir- biriga yaqin bо‘lgan birikmalarni tuda va oson ajratish mumkin.
Xromatografiyaa tekshiriluvchi obyektlarni sifat va miqdoriy tahlil qilishga, moddalarning fizik-kimyoviy xossalarini о‘rganishga, texnologik jarayonlarni nazorat qilish va avtomatik boshqarishga imkon beradi. Keyingi vaqtlarda xromatografiyaa atrof muhitni nazorat qilishning asosiy usullaridan biri bо‘lib qoldi.
Xromatografiyaaga birinchi bо‘lib rus botanik olimi M.S. Svetning tadqiqotlari va uning 1903 yilda bosib chiqarilgan «Adsorbsion hodisalarning yangi kategoriyasi va ularning biokimyoviy tahlilda qullanilishi» nomli maqolasi asos soldi.
О‘zi taklif etgan usulning asoslarini Svet quyidagicha ta’riflaydi: «Aralash eritma adsorbent ustuni orqali filtrlanganda pigmentlar turli rangdagi alohida zonalarga ajraladi. Murakkab pigmentning turli tarkibiy qismlari spektrdagi yorug‘lik iurlari singari adsorbent ustunida ma’lum qonuniyat asosida bir-biridan har xil rangli qavatma-qavat bо‘lib ajraladi va ularni sifat jihatdan aniqlash imkoni tug‘iladi. Bunday rangbarang preparatni men xromatogramma deb, tegishli usulni esa xromatografik usul deb atadim».
Moddalarni xromatografik ajratish usullari sorbsiya jarayonlariga asoslangan. Bu yerda sorbsiya deganda gaz, bug‘ yoki erigan moddalarning qattiq yoki suyuq yutuvchilarga (sorbentlar) yutilishi tushuniladi. Teskari jarayon desorbsiya deyiladi. Sorbsiya tushunchasi umumiy bо‘lib, u adsorbsiya (fazaning sirtiga yutilish) va absorbsiya (fazaiing hajmiga yutilish) dan iborat.
Sorbsiyani ikki yul bilan: statik va dinamik sharoitda amalga oshirish mumkin. Statik sorbsiya ikkala fazaning nisbiy xarakatsiz xolatida ruy beruvchi sorbsion jarayon bо‘lib, moddaning fazalar orasida taqsimlanish muvozanati qaror topishi bilan yakunlanadi. Dinamik sorbsiya harakatchan faza xarakatsiz fazaga nisbatan bir yunalishda siljiydigan sorbsion jarayondir. Moddalar aralashmasini xromatografik ajratish usuli dinamik sorbsiya jarayoniga asoslangan. Barcha xromatografik usullarning mohiyati shundaki, tarkibiy qismlarga ajratiladigan modda harakatchan faza (suyuq yoki gazsimon) bilan birgalikda xarakatsiz sorbent (xarakatsiz faza) qatlami orqali utadi, yutilishi turlicha bо‘lgani uchun sorbent orqali turlicha tezlikda о‘tadi. Aralashmalarni ajratishning ba’zi turlaridan farqli ravishda xromatografik usullarning uziga xos xususiyati sorbsiya va desorbsiya jarayonlarning sorbentning yangi qatlamlarida kо‘p marta takrorlanishidadir.
Bu esa ajratishning juda samarali bо‘lishini ta’minlaydi. Demak, xromatografiyaa aralashmalarni ajratishning dinamik, sorbitson usuli bо‘lib, u moddalarni ikki faza orasida taqsimlanishiga asoslangan (fazalardan biri xarakatchan bо‘lib, ikkinchisi qо‘zg‘almas) va sorbsiya hamda desorbsiya jarayonlarining kо‘p marta takrorlanishi bilan bog‘liq.
Xromatografik usullarni klassifikatsiyalashning turli yullari mavjud.
1.Qо‘zgalmas va harakatchan fazalarning fizik tabiatiga qarab suyuqlik xromatografiyaasi (xarakatchan faza suyuq bо‘lganida) va gaz xromatografiyaasi (harakatchan faza gaz bо‘lganida). Suyuqlik xromatografiyaasini uz navbatida qо‘zg‘almas fazaning agregat holatiga qarab qattiq-suyuq fazali xromatografiyaaga (QSX) (qо‘zg‘olmas faza qattiq modda) va suyuq-suyuq fazali xromatografiyaaga (SSX) (qо‘zgalmas fazasi suyuqlik) ajratish mumkin. «Suyuqlik-suyuqlik» xromatorgafiyasi (SSX) kо‘pincha, taqsimlovchi xromatografiyaa, deb yuritiladi.
Gaz xromatografiyaasi qо‘zg‘almas fazaning agregat holatiga qarab «gaz-adsorbsion» (GAX) va «gaz-suyuqlik» xromatografiyaasiga (GSX) yoki gaz taqsimlovchi xromatografiyaaga bо‘linadi.
2.Sorbsiya mexanizmiga qarab xromatografiyaa molekulyar va xemosorbsion xromatografiyaaga bо‘linadi. Molekulyar xromatografiyaada qо‘zg‘almas faza (sorbent) bilan ajratilayotgan aralashmaning tarkibiy qismlari orasidagi о‘zaro ta’sir kuchlari tabiati bо‘yicha molekulalararo Van-der-Vals kuchlaridir. Xemosorbsion xromatografiyaaga ion almashish, chuktirish, kompleks hosil qilish (yoki ligand almashish), oksidlanish-qaytarilish xromatografiyaasi kiradi. Xemosorbsion xromatografiyaada tegishli kimyoviy reaksiyalar sorbsiyaga sabab bо‘ladi.
3.Xromatografiyaalash usullari bо‘yicha frontal, ochiltirish (elyuent) va siqib chiqarish xromatografiyaalariga bо‘linadi. Tahliliy kimyoda kо‘pincha, ochiltirish usuli qо‘llaniladi.
4.Bajarish texnikasi bо‘yicha kolonkali (nayli) xromatografiyaa (qо‘zg‘almas faza nayda joylashtirilgan) va yuza qog‘oz xromatografiyaasi hamda yupqa qatlamli xromatografiyaalarga (qо‘zg‘almas faza sorbent qog‘oz varag‘iga yoki shisha va metall plastinkaga yupka qatlam qilib joylashtirilgan) ajratiladi.
Xromatografik tahlilning mohiyati quyidagilardan iborat. Kolonkaga (sorbentning yupka qatlamiga, yoki qog‘oz lentaga) ajratiladigan aralashmadan ozgina (qо‘zg‘almas faza sig‘imidan juda kichik hajmda) solinadi. Aralashmaning tarkibiy qismlari sorbentning yuqori qatlamlarida (tekis yuzadagi xromatofafiyada esa namuna solingan joyda) yutila boshlaydi. Bunda yaxshi yutilmaydigan komponent kolonka bо‘ylab keyingi qatlamlarga (qog‘ozda dog‘ning chekkalari tomon) yaxshi yutiladiganlariga nisbatan kattaroq tezlik bilan о‘tadi. Dastlabki xromatogramma hosil bо‘ladi, unda aralashma tarkibiy qismlarga hali tо‘liq ajralmagan bо‘ladi. Aralashmani tarkibiy qismlariga tо‘liq ajratish uchun dastlabki xromatogrammani ochiltirish (aralashma tarkibiy qismlarini erituvchida eritish) kerak. Buning uchun xromatografik kolonka biror erituvchi bilan yuviladi. Xromatogramma ochiltirish anda aralash zonalar alohida zonalarga ajraladi, ularning har birida alohida modda bо‘ladi, keyin bu zonalar kolonka bо‘ylab aralashib ketadi.
Bunda qо‘zg‘almas va xarakatchan fazalar orasida taksimlanish koeffitsiyenti kata bо‘lgan moddalar kolonka bо‘ylab tezroq harakatlanadi va kolonka harakatchan faza bilan yetarli darajada yuvilganda kolonkadan birinchi bо‘lib chiqadi. Kolonkadan chiqayotgan elyuat filtrat tarkibida aralashmaning alohida komponentlari bо‘ladi, ularni biror idishga yig‘ish va mos keluvchi usullar bilan tekshirish mumkin.
Har qanday sorbsiya jarayonining о‘ziga xos taksimlanish konstantasi (K_taks.) bо‘ladi. Bu konstanta ma’lum bir shakldagi moddaning qо‘zg‘almas fazadagi muvozanat konsentratsiyasining (S₂) moddaning xarakatchan fazadagi konsentratsiyasiga (S₂) nisbatidan iborat;
Ktaks"= S1/S2
Xromatografiyaada aniqlanuvchi modda ikkala fazada ham bо‘lishi mumkin. Bu holda taksimlanish koeffitsiyenti Ko aniqlanuvchi modda A ning muvozanat holatida fazalar orasida taqsimlanishini belgilaydi va quyidagi ifodalovchi koeffitsiyentdan foydalaniladi:
bunda Sdqо‘zg‘ va S_Ahar turli shakllardagi A moddaning (miqdorining) tegishlicha qо‘zg‘almas va xarakatchan fazalardagi umumiy tahliliy konsentratsiyasi. Taqsimlanish koeffitsiyenti aniqlanuvchi modda tabiatiga, qо‘zg‘almas va harakatchan fazalar tabiatiga, haroratga, rN ga, suyuqlik xromatografiyaasida esa eritmaning konsentratsiyasi va ion kuchiga bog‘liq bо‘ladi.
Ayni modda zonasining harakatlanish (siljish) tezligi taqsimlanish koeffitsiyenti Kr ga teskari mutanosibdir. K₀ ning qiymati katta bо‘lganda moddaning kо‘proq qismi harakatsiz fazada bо‘lib, juda sekin siljiydi. K₀ kichik bо‘lganida modda kolonka bо‘ylab harakatchan faza bilan birga tez xarakatlanadi. K₀ qiymati turlicha bо‘lgan har qanday ikkita modda turli tezlik bilan harakatlanadi va bu xromatografik ajratish usulining asosiy omili hisoblanadi.