Модуль 3. Лекция 3. Ионообменная хроматография

Модуль 3. Лекция 3. Ионообменная хроматография.

1. Сущность ионообменной хроматографии.

Метод ионообменной хроматографии основан на использовании яв­ления ионного обмена между неподвижной твердой фазой ‒ ионообменником (сорбентом) и подвижной жидкой фазой ‒ раствором, содер­жащим ионы, обмениваемые с ионами сорбента.

Ионный обмен ‒ это гетерогенный процесс, при котором сорбент и находящийся с ним в контакте раствор обратимо и стехиометрически обменивается одноименно (одного и того же знака) заряженными ионами.

В качестве сорбентов используют ионообменники ‒ иониты, пред­ставляющие собой обычно нерастворимые в воде твердые фазы. Иониты состоят из матрицы, в которой распределены ионогенные группы, включающие фиксированные, прочно связанные в матрице, ионы, и менее прочно связанные противоионы (т. е. ионы противоположного знака), способные к отщеплению от ионита и к переходу в раствор. Эти проти­воионы могут обмениваться с одноименными (катионы ‒ с катионами, анионы ‒ с анионами) ионами раствора.

Иониты, обменивающиеся катионами раствора, называются катио­нитами (катионообменниками), а иониты, обменивающиеся анионами раствора, ‒ анионитами (анионообменниками).

Известны также амфотерные иониты (амфолиты), способные об­мениваться с раствором как катионами, так и анионами.

Разделение ионов осуществляется за счет различной способности разделяемых ионов к ионному обмену с ионитом.

Реакции ионного обмена можно схематически проиллюстрировать следующими примерами.

Катионный обмен:

ионогенная ионогенная

матрица группа матрица группа

 

R—SO3- H+ + M+ = R— SO3- M+ + Н+

катионит в Н-форме катионит в солевой форме

В рассматриваемом случае катионит в Н-форме (в Н+-форме, в ки­слой форме) состоит из матрицы R (основы органического полимера ‒ полимерной смолы) и ионогенной группы –SO3- H+. Отрицательно заря­женные группы –SO3- прочно связаны ковалентной связью с матрицей и в условиях ионного обмена отщепляться не могут. Напротив, противоио­ны ‒ положительно заряженные катионы водорода Н+ ‒ могут отщеп­ляться от исходной ионогенной группы. Их замещают катионы металла М+, которые переходят из раствора в фазу сорбента и удерживаются в ионогенной группе ––SO3- M+. В целом осуществляется катионный обмен, при котором катионы металла М+, ранее входящие в состав подвижной фазы ‒ раствора, остаются на катионите, а катионы водорода Н+ перехо­дят в раствор и уносятся подвижной фазой.

Анионный обмен:

ионогенная ионогенная

матрица группа матрица группа

 

R—N(CH3)3+OH - + = R— N(CH3)3+A+

анионит в основной форме анионит в солевой форме

Анионный обмен происходит аналогично. В рассматриваемом слу­чае анионит в основной форме, т. е. содержащей гидроксильные группы , состоит также из матрицы R и ионогенной группы –N(СH3)3+ОН-. Эта группа включает положительно заряженный катион –N(СH3)3+, прочно связанный в матрице ковалентной связью и не способный к отщеплению в условиях ионного обмена, и отрицательно заряженный противоион OH-, который, напротив, способен к отщеплению от ионогенной группы и к обмену с анионами A - раствора. В результате такого обмена анионы A - переходят в ионогенную группу анионита и удерживаются в ней, а группы OH - перешедшие в раствор в подвижную фазу, уносятся вместе с нею. В целом происходит анионный обмен.

Кроме ионитов, обладающих кислотно-основными свойствами, из­вестны также сорбенты, проявляющие окислительно-восстановительные и комплексообразующие свойства.

2. Иониты: их типы, строение, обменная емкость, регенерация ионитов.

Общая характеристика ионитов. Иониты, применяемые в ионо­обменной хроматографии, могут быть неорганическими или органиче­скими, природными или синтетическими. Наибольшее распространение получили синтетические ионообменные смолы.

Синтетические ионообменные смолы получают поликонденсацией и полимеризацией мономеров стирола, паразамещенных фенолов и других соединений. Для сшивки полимерных цепей при проведении полимери­зации прибавляют дивинилбензол. В результате получают полимерные матрицы, в которых полимерные цепи связаны поперечными связями. Такие полимерные матрицы способны к набуханию в водной фазе.

В полученные полимерные матрицы сульфированием и другими ре­акциями вводят различные ионогенные группы.

Некоторые неорганические сорбенты получают, прививая к матрице, например, из силикагеля, различные ионогенные или комплексообра­зующие группы. Так, для получения сорбентов, способных удерживать платиновые металлы в виде их комплексных соединений, к матрице из силикагеля прививают серу-, фосфор - и азотсодержащие комплексообра­зующие группы, играющие роль лигандов, способных образовывать ком­плексы с соединениями платиновых металлов, находящимися в растворе, и тем самым удерживать их в фазе сорбента.

Предложено значительное число различных ионообменных смол для их использования в качестве ионообменников. В качестве примеров в табл. 1. кратко охарактеризованы некоторые типы ионообменных смол.

Сорбенты на основе ионообменных смол обладают высокой способ­ностью к ионному обмену, химической стойкостью, большой механиче­ской прочностью.

Обменная емкость ионитов (удельная емкость) ‒ характеризует способность ионитов к ионному обмену. Она определяется числом ммоль обмениваемых ионов, приходящихся на 1 г сухого ионита или на 1 мл (1 см3) набухшего ионита. Объемная емкость зависит от природы и числа ионогенных групп в ионите, их способности к ионизации, температуры и не­которых других факторов. Для наиболее распространенных ионитов объ­емная емкость равна 2‒10 ммоль/г.

Таблица 1. Некоторые типы ионообменных смол

Тип сорбента	Ионогенная группа	Подвиж- ные ионы	Интервал pH обмена	Марка сорбента*
Сильнокислотный катионит	-SO3H	H+	0-14	КУ-1, КУ-2, СДВ, Дауэкс-50
Среднекислотный катионит	-PO(OH)2	H+	4-14	КФ
Слабокислотный катионит	-COOH, - OH	H+	7-14	КБ-2, КБ-4
Сильноосновной анионит	-CH2N(CH3)3+Cl-		0-14	AB-17, AB-18
Слабоосновной анионит	-NH3+OH-		0-7	АН-23, АН-2Ф

* КУ ‒ катионит универсальный, СДВ ‒ стиролдивинилбензол, КФ ‒ катио­нит фосфоновокислый, КБ ‒ катионит буферный, АВ ‒ анионит высокоос­новной, АН ‒ анионит низкоосновный.

Регенерация ионитов. После завершения ионного обмена и разде­ления ионов иониты можно регенерировать ‒ снова перевести в исход­ное состояние, в котором они находились до начала проведения ионного обмена. Регенерация ионитов основана на обратимости и стехиометричности ионного обмена.

Так, катионит, перешедший в процессе ионного обмена из Н-формы в солевую форму, можно снова превратить в исходную Н-форму путем промывания его достаточно концентрированным раствором кислоты по схеме:

R-M+ +Н+ = R-H++ М+

где все обозначения — традиционные.

Аналогично проводят регенерацию анионитов, например, по схеме:

R-K++ = R-K++ (обработка раствором основания)

R-K++ = R-K+ + (обработка раствором хлоридов)

где К+ ‒ связанный катион ионогенной группы, A-‒ обменивающийся анион.

Регенерация позволяет многократно использовать ионообменники для проведения ионного обмена.

3. Ионообменное равновесие:

а) Константа ионного обмена, ее значение;

Рассмотрим основные особенности ионообменного равновесия на примере катионного обмена. Пусть при катионном обмене протекает ре­акция:

R-+ + В+ = R-+ + А+

В этой схеме обменивающиеся катионы в фазе сорбента обозначены с черточкой сверху, а в растворе ‒ только со знаком «+».

Поскольку ионообменное равновесие ‒ это гетерогенное равнове­сие, то оно, как и любое химическое равновесие, подчиняется общим термодинамическим закономерностям. Поэтому можно написать выра­жение для истинной термодинамической (выраженной через равновесные активности) константы КВ, A этого равновесия:

КВ, A , (1)

где все активности катионов ‒ равновесные.

Величина КB, А называется константой ионного обмена. Для разбавленных растворов, когда коэффициенты активности ионов приблизитель­но равны единице, вместо формулы (1) можно написать приближенно выражение (2):

КВ, A , (2)

где все концентрации катионов ‒ равновесные.

Преобразуем формулу (2) следующим образом:

КВ, A . (3)

Из уравнения (3) следует, что отношение равновесных концентраций

ионов в фазе сорбента прямо пропорцио­нально отношению равновесных концентра­ций тех же ионов в растворе, что можно представить в графической форме прямой линией, как это показано на рис. 1. Из этого рисунка следует, что величина константы ионного обмена КB, А определяется тангенсом угла наклона α прямой к оси абсцисс:

КB, А = tg α.

Рис. 1. График функции (3)

Величина константы ионного обмена зависит от природы сорбента, жидкой фазы, обменивающихся ионов, их зарядового числа и является важнейшей характеристикой ионного обмена на данном сорбенте.

Если КB, А = 1, то это означает, что сродство катионов А+ и В+ к иони­ту одинаково: ионный обмен практически не происходит.

Если КB, А > 1, то это означает, что равновесие ионного обмена сме­щено вправо: происходит обмен ионов В+ на ионы А+.

Если KB, A< 1, то равновесие ионного обмена смещено влево.

Аналогично можно провести рассмотрение и вывод формулы для константы ионного обмена и в случае анионитов.

Сродство ионов к сорбенту зависит от ряда факторов. Наибольшим сродством к иониту обладают: ионы, заряд (зарядовое число) которых наибольший; ионы, имеющие наименьший объем в гидратированном (сольватированном) состоянии; ионы, обладающие высокой поляризуе­мостью.

Установлены ряды сорбируемости ионов на ионообменниках.

Для катионитов в основном характерна следующая последователь­ность сорбируемости катионов:

Li+ < Н+ < Na+ < К+, NH4+ < Rb+ < Cs+ < Ag+ < Тl+ < Hg2+ < Cd2+ <

< Mn2+ < Mg2+ < Zn2+ < Cu2+ < Ni2+ < Co2+ < Ca2+ < Sr2+ < Pb2+ < Ba2+ <

< Al3+ < Sc3+ < Y3+ < Eu3+ < Sm3+ < Nd3+ < Ce3+ < La3+ Pu4+.

Наименьшим сродством к катиониту обладают катионы лития и во­дорода, наибольшим ‒ катионы плутония.

Для сильноосновных анионитов последовательность сорбируемости анионов можно представить рядом:

< < пропионат < ацетат < формиат < < < <

< < , < < < < < <

< фенолят < < < .

Наибольшим сродством к анионитам обладают иодид-, тиоцианат-, перхлорат-ионы, наименьшим — гидроксильные группы и фторид-ионы.

Для слабоосновных анионитов ряд сорбируемости анионов имеет иную последовательность:

< ацетат < < < < < < < H2As<

< Н2Р< тартрат < цитрат < НCr< < .

Эти ряды последовательной сорбируемости ионов могут несколько из­меняться в зависимости от природы ионита и условий проведения ионного обмена. Так, например, для некоторых сильноосновных анионитов фторид-ион может располагаться и левее гидроксильной группы: < < ... .

б) коэффициент разделения ионов и коэффициент распределения.

Фактор (коэффициент) разделения α. Пусть в жидкой подвижной фазе, контактирующей с катионообменником, имеются два типа катионов ‒ В+ и С+, способные обмениваться с катионами А+ сорбента. Тогда в соот­ветствии с формулой (2) можно написать для констант ионного обмена КB, A и КC, A:

КВ, A , КC, A

Найдем отношение КB, A / КC, A:

Обозначив это отношение через αB/C, имеем окончательно:

(4)

Величина αB/C называется фактором (коэффициентом) разделения двух ионов В+ и С+, разделяемых в одних и тех же условиях с помощью одного и того же ионита с противоионом А+. Фактор разделения называ­ют также коэффициентом селективности.

Фактор разделения характеризует способность данного ионита к разделению смеси двух ионов, находящихся в растворе. Если αB/C = 1, то разделение ионов не осуществляется.

Аналогичные результаты можно получить и для разделения двух анионов.

Для наиболее эффективного разделения ионов методом ионной хро­матографии следует подбирать иониты с наиболее высоким фактором разделения.

Коэффициент распределения D характеризует количественно спо­собность ионита к обмену и сорбции ионов и определяется формулой (5):

D = g1/g2, (5)

где g1 = п1/m; g2 = n2/V; п1 — количество ионов, сорбированное ионитом массой т (в пересчете на сухой ионит, в граммах) из раствора объемом V (мл), содержащего при равновесии количество п2 тех же ионов.

4. Методы ионообменной хроматографии

В ионообменной хроматографии ионный обмен проводят в хромато­графических колонках, представляющих собой стеклянные трубки с кра­ном в нижней части (иногда ‒ это обычные стеклянные бюретки). Ко­лонки заполняют заранее приготовленным ионитом в той или иной фор­ме и заливают дистиллированной водой (или раствором) так, чтобы верхний уровень жидкости всегда находился на 1‒1,5 см выше уровня иони­та. В нижнюю часть колонки перед ее заполнением ионитом помещают стеклянную вату.

Для подготовки исходного катионита в Н-форме определенное коли­чество катионита (5—10 г с размером частиц 0,2‒0,5 мм) вносят в сосуд (стакан), промывают несколько раз дистиллированной водой, затем ‒ раствором разбавленной хлороводородной кислоты НСl и оставляют смесь катионита и раствора НСl на несколько часов (около 12), периоди­чески встряхивая ее. При этом все катионы ионогенных групп катионита замещаются на ионы водорода Н+. После этого катионит промывают дис­тиллированной водой до отрицательной реакции на хлорид-ионы (при прибавлении к промывной жидкости одной-двух капель раствора AgNО3 не должно наблюдаться помутнение раствора). При выдерживании с рас­твором НСl катионит несколько набухает. Таким образом получают гото­вый к употреблению катионит в Н-форме, которым и заполняют колонку, следя за тем, чтобы смола находилась под слоем жидкости.

Для подготовки исходного анионита в основной форме его помеща­ют в сосуд, промывают несколько раз дистиллированной водой, заливают 5%-ным водным раствором карбоната натрия Na2CО3 или 2%-ным вод­ным раствором NaOH и оставляют примерно на 2 часа (в условиях, ис­ключающих поглощение углекислого газа из воздуха), периодически встряхивая смесь. Если взятый первоначально анионит находился в соле­вой Cl-форме, то после его выдерживания с раствором карбоната натрия или щелочи проверяют раствор на присутствие хлорид-ионов. При необ­ходимости операцию выдерживания с раствором соды или щелочи про­водят повторно до отрицательной реакции на хлорид-ионы. После этого раствор сливают, анионит промывают (при встряхивании) несколько раз дистиллированной водой. Таким способом получают готовый для работы (несколько набухший) анионит, которым и заполняют колонку (анионит должен находиться под слоем жидкости).

В слое ионита не должны находиться пузырьки воздуха.

Наполненную ионитом колонку промывают дистиллированной во­дой до нейтральной реакции вытекающей жидкости ‒ элюата.

В колоночной ионообменной хроматографии применяют методы элюентной (проявительной) и вытеснительной хроматографии. Разделение ионов осуществляется вследствие их неодинакового сродства к сорбенту, различий констант ионного обмена, коэффициентов распределения и связанной с этим разности скоростей перемещения зон, содержащих соответствующие ионы, при их элюировании подвижной фазой.

Глубина и скорость ионообменного разделения ионов зависят от природы самих ионов, сорбента, подвижной фазы, температуры, разме­ров колонки, физического состояния ионита (размер зерен, предварительная подготовка, степень набухаемости), скорости перемещения под­вижной фазы и т. д.

Проиллюстрируем вышесказанное конкретными примерами.

Случай элюентной хроматографии. Пусть имеется водный раствор, содержащий смесь катионов Na+ и К+, которые требуется разделить. Для этого используют колонку, заполненную катионитом в Н-форме.

Способность к сорбции на катионите у катионов калия выше, чем у катионов натрия, поэтому катионы калия будут сорбироваться раньше катионов натрия, а элюироваться ‒ после катионов натрия.

Анализируемую смесь вводят в колонку. Разделяемые катионы сор­бируются в верхней части колонки, вытесняя эквивалентное количество катионов водорода Н+. После этого проводят вымывание (элюирование) сорбированных катионов натрия и калия 0,7 моль/л раствором хлорово­дородной кислоты. Катионы элюируются (выходят) из колонки в после­довательности:

Н+, Na+ + Н+, К+ + Н+.

Собирают жидкие фракции, содержащие только один тип катионов. В результате добиваются отделения катионов натрия от катионов калия.

При элюировании катионов происходят многократно повторяющие­ся процессы их сорбции и вытеснения ионами Н+, перемещения раствора с катионами в нижние слои катионита.

Случай вытеснительной хроматографии. Метод отличается от пре­дыдущего тем, что вытеснение сорбированных катионов проводят не рас­твором кислоты НCl, а раствором электролита, содержащего катионы А+, которые имеют большее сродство к катиониту, чем сорбированные из раствора катионы.

Смесь катионов также разделяется. Разделяемые катионы элюиру­ются из колонки в последовательности их расположения в сорбционном ряду, причем каждая фракция элюата содержит также и катионы-вытес­нители А+. Последними элюируются эти катионы.

5. Применение ионообменной хроматографии.

Ионообменная хроматография используется для разделения электро­литов, их очистки от примесей, извлечения и концентрирования, количе­ственного определения, получения кислот, оснований, солей, для выде­ления редкоземельных металлов, для очистки сахара, при анализе многих лекарственных препаратов ‒ таких, как атропина сульфат, мезатон, па­паверина гидрохлорид, сальсолина гидрохлорид, скополамина гидробромид, тифен, фенадон, хинина гидрохлорид, эфедрина гидрохлорид и др.

Разделение электролитов. Для разделения смесей катионов часто используют процессы комплексообразования, что позволяет увеличить различие в константах ионного обмена катионов и тем самым сделать их разделение более полным.

Рассмотрим, например, принцип разделения на анионите катионов никеля (II) Ni2+, кобальта (II) Со2+ и меди (II) Сu2+, смесь которых находит­ся в растворе хлороводородной кислоты HCl.

В концентрированных растворах HCl кобальт(II) и медь(II) образуют сравнительно прочные анионные хлоридные комплексы типа [СоСl4]2-, [СuСl4]2-, тогда как никель(II) не образует прочных хлоридных комплек­сов в этих условиях и находится в растворе в катионной форме ‒ в виде аквокомплексов. Следовательно, анионные комплексы кобальта (II) и меди (II) могут обмениваться с анионами анионита, а катионные комплексы никеля (II) не вступают в ионный обмен с анионами сорбента и остаются в водном растворе.

Для проведения разделения указанных ионов вначале через колонку, заполненную анионитом, пропускают раствор, содержащий смесь этих ионов в 9 моль/л хлороводородной кислоте. Анионные хлоридные ком­плексы кобальта (II) и меди (II) вступают в реакции ионного обмена с под­вижными анионами ионогенных групп анионита и сорбируются аниони­том, а аквокомплекры никеля (II) уносятся с подвижной фазой и таким образом отделяются от кобальта (II) и меди (II). На выходе из колонки со­бирают раствор, содержащий никель (II), но не содержащий кобальта (II) и медь (II).

После отделения никеля (II) через анионит пропускают раствор 4 моль/л хлороводородной кислоты. При этом из фазы анионита элюируются (вы­мываются) комплексы кобальта (II), а комплексы меди (II) все еще удер­живаются в фазе сорбента. На выходе из колонки собирают раствор, со­держащий кобальт (II).

Оставшиеся в фазе анионита комплексы меди (II) вымывают еще бо­лее разбавленным ‒ 2,5 моль/л раствором НСl и на выходе из колонки собирают раствор, содержащий медь (II).

Таким образом, последовательно варьируя концентрацию НСl в раство­рах, пропускаемых через колонку, разделяют смесь анализируемых ионов.

Методы ионообменной хроматографии используют для разделения катионов редкоземельных металлов (La3+, Се3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+, Еr3+, Тm3+, Yb3+, Lu3+), трансурановых элементов (фермия (III), эйнштейния (III), калифорния (III), берклия (III), кюрия (III), америция (III)) и во многих других случаях.

Очистка растворов электролитов от примесей. Рассмотрим удале­ние мешающих ионов при гравиметрическом определении сульфатов в фор­ме сульфата бария. Катионы Na+, К+ и Fe3+ мешают определению, поскольку соосаждаются с сульфатом бария, что повышает ошибку анализа.

Для удаления мешающих катионов анализируемый раствор пропус­кают через колонку с катионитом в Н-форме. Все катионы, содержащиеся в растворе, обмениваются с ионами Н+ ионогенных групп катионита и остаются в фазе сорбента, а в раствор переходят ионы Н+. На выходе из колонки собирают элюат, уже не содержащий мешающих катионов, и подвергают его дальнейшему анализу.

Обессоливание (опреснение) воды можно проводить с использо­ванием методов ионообменной хроматографии. Для этого опресняе­мую воду вначале пропускают через колонку с катионитом в Н-форме. Все катионы, присутствовавшие в опресняемой воде, сорбируются на катионите, а в раствор переходит эквивалентное количество ионов водорода. На выходе из колонки получают, таким образом, раствор кислоты. Этот раствор затем пропускают через колонку с анионитом в основной ОН-форме. Анионы, содержавшиеся в растворе, сорбируют­ся на анионите. В раствор переходит эквивалентное количество гид­роксильных групп , которые нейтрализуются ионами водорода с образованием воды. На выходе из колонки собирают обессоленную (опресненную) воду.

Описанный способ очистки воды используется в лабораторных ус­ловиях и в промышленных масштабах.

Концентрирование разбавленных растворов электролитов. Метод используется, например, при определении катионов Mg2+, Са2+ и др. в сточ­ных водах, в минеральных источниках, в морской и озерной воде и т. д.

Для проведения анализа через колонку с катионитом пропускают большой объем анализируемой воды. Определяемые катионы, присутст­вующие в воде в малых количествах, переходят из раствора в фазу сор­бента, после чего их элюируют минимальным объемом кислоты. На вы­ходе из колонки получают более концентрированный раствор определяе­мых катионов, который и подвергают дальнейшему анализу.

Аналогично можно провести концентрирование катионов меди (II) Сu2+ и марганца (II) Мn2+, пропуская большой объем раствора, содержа­щий эти катионы, через сильнокислотный катионит КУ-2 в Н-форме с последующим их элюированием небольшим объемом раствора серной кислоты. На выходе из колонки получают раствор, содержащий сульфаты меди (II) и марганца (II) в более высоких концентрациях этих катионов по сравнению с исходными растворами.

Количественное определение электролитов. Катионы обычно оп­ределяют с использованием катионитов в Н-форме.

Так, например, при определении алюминия в сульфате алюминия Al2(SO4)3 водный раствор сульфата алюминия пропускают через колонку с катионитом в Н-форме. Катионы алюминия сорбируются катионитом, а в раствор переходит эквивалентное количество ионов водорода Н+, кото­рые оттитровывают стандартным раствором щелочи.

Анионы можно определять с использованием анионита в ОН-форме. Так, при определении содержания сульфат-ионов в сульфате натрия Na2SO4 исходный анализируемый раствор, содержащий сульфат натрия, пропускают через колонку с анионитом в основной форме. При этом сульфат-ионы сорбируются анионитом. В раствор переходит эквивалент­ное количество гидроксильных групп. На выходе из колонки полу­чают раствор щелочи NaOH, количество которой эквивалентно количест­ву сульфат-ионов, присутствовавших в исходном растворе. Собранный количественно раствор щелочи титруют стандартным раствором кислоты.

Определение лекарственных препаратов. Для определения в препара­тах содержащихся в них лекарственных веществ, представляющих собой соли органических оснований ‒ гидрохлориды, гидробромиды (папаверина, сальсолина, хинина гидрохлориды), методами ионообменной хроматографии используют катионообменники, например, катионит СДВ-3.

Для проведения анализа навеску препарата массой ~0,05‒0,10 г рас­творяют в 5‒10 мл дистиллированной воды. Полученный раствор про­пускают через катионит в Н-форме со скоростью вытекания ~30 капель в минуту. После этого через колонку пропускают дистиллированную воду до нейтральной реакции вытекающего элюата по лакмусу. Объединяют элюат и промывные воды, содержащие ионы водорода, т. е. кислоту, в количестве, эквивалентном количеству сорбированных на катионите ка­тионов соответствующего лекарственного препарата, и титруют кислоту стандартным 0,1 моль/л раствором щелочи в присутствии индикатора метилового оранжевого.

Определение лекарственных веществ, содержащих ионогенно свя­занные анионы (атропина сульфат, скополамина гидробромид, хинина и эфедрина гидрохлориды и др.), можно проводить и с использованием анионообменников в ОН-форме. Для этого анализируемый раствор (2‒10 мл) пропускают через колонку со свежегенерированным анионитом в ОН-форме со скоростью вытекания элюата примерно 1 капля в течение 2‒3 с. При этом анионы определяемого лекарственного вещества сорбируются на анионите, а в раствор переходит эквивалентное количество гидро­ксильных групп, т. е. в растворе накапливается основание. Колонку промывают несколько раз спиртом, затем ‒ дистиллированной водой. Объединяют элюат с промывными жидкостями и титруют стандартным 1 моль/л раствором НСl в присутствии индикатора метилового красного.

6. Понятие об ионной, ион-парной и лигандообменной хроматографии.

Ионная хроматография является одним из вариантов ионообмен­ной хроматографии. Она предложена в 1975 г. X. Смоллом, и В. Бауманом. Метод основан на использовании ионного обмена для разделения ионов, находящихся в анализируемом растворе, с их по­следующим автоматическим (с применением ионного хроматографа) кондуктометрическим детектированием. Метод обладает высокой чувст­вительностью и быстротой проведения анализа.

Ион-парная хроматография основана на использовании сорбентов, способных сорбировать ионные пары из раствора. В качестве основы сорбентов применяют частицы силикагеля с привитыми на их поверхно­сти гидрофобными алкильными группами. В жидкую ПФ, содержащую разделяемые компоненты, вводят ион-парный реагент, способный сорби­роваться на НФ ‒ алкилированной поверхности силикагеля ‒ и обме­ниваться противоионами с раствором ПФ. Таким образом, ионогенная группа в НФ возникает только при модифицировании поверхности сор­бента за счет ион-парного реагента. Если при этом анион ион-парного реагента более прочно связывается в НФ, а катион может обмениваться, то модифицированный таким путем сорбент играет роль катионита. Если же в НФ более прочно удерживаются катионы ион-парного реагента, а анионы ‒ могут обмениваться, то такой модифицированный сорбент становится анионитом.

В качестве растворителя ‒ элюента применяют водно-спиртовые, водно-ацетонитрильные смеси.

Ион-парная хроматография используется для разделения органиче­ских соединений в виде их солей, а также для разделения кислот и осно­ваний, катионов металлов в форме их анионных комплексов и др.

Лигандообменная хроматография основана на использовании сор­бентов, на поверхности которых могут связываться комплексы металлов, способные обмениваться лигандами с компонентами хроматографируе­мого раствора.