Created by Monica Z. Bruckner, Montana State University
Czym jest chromatografia jonowa?
Chromatografia jonowa jest używana do analizy chemicznej wody. Chromatografy jonowe są w stanie zmierzyć stężenie głównych anionów, takich jak fluorki, chlorki, azotany, azotyny i siarczany, jak również głównych kationów, takich jak lit, sód, amon, potas, wapń i magnez w zakresie części na miliard (ppb). Stężenie kwasów organicznych może być również mierzone poprzez chromatografię jonową.
Jak działa chromatografia jonowa?
Chromatografia jonowa, forma chromatografii cieczowej, mierzy stężenie gatunków jonowych poprzez ich rozdzielenie w oparciu o ich interakcję z żywicą. Gatunki jonowe oddzielają się w różny sposób w zależności od rodzaju i wielkości gatunku. Roztwory próbek przechodzą przez kolumnę chromatograficzną pod ciśnieniem, gdzie jony są absorbowane przez składniki kolumny. Gdy ciecz do ekstrakcji jonów, zwana eluentem, przepływa przez kolumnę, zaabsorbowane jony zaczynają oddzielać się od kolumny. Czas retencji różnych gatunków określa stężenia jonowe w próbce.
Zastosowania
Niektóre typowe zastosowania chromatografii jonowej obejmują:
- Analiza wody pitnej pod kątem zanieczyszczeń i innych składników
- Określanie składu chemicznego wody w ekosystemach wodnych
- Określanie zawartości cukru i soli w żywności
- Isolacja wybranych białek
Jak – Pobieranie próbek, przygotowanie i obawy
Próbki ciekłe:
Próbki ciekłe powinny być filtrowane przed oceną za pomocą chromatografu jonowego w celu usunięcia osadu i innych cząstek stałych, jak również w celu ograniczenia potencjału zmian mikrobiologicznych przed uruchomieniem próbki. Próbki wodne powinny być pobierane za pomocą sterylnej strzykawki lub butelki przepłukanej trzykrotnie wodą z próbki, a następnie przefiltrowane przez filtry 0,45um (lub mniejsze). Fiolka do zbierania próbek powinna być również trzykrotnie przepłukana filtratem przed wypełnieniem jej po brzegi filtratem z próbki. Próbki powinny być przechowywane w chłodnym miejscu do czasu, gdy będzie można je przetworzyć. Minimalna próbka wymagana do analizy wynosi około 5mL, bez maksymalnych limitów.
Próbki stałe i ciecze organiczne
Próbki stałe mogą być ekstrahowane wodą lub kwasem (kationy) w celu usunięcia jonów z powierzchni próbki. Próbki ciekłe muszą być również filtrowane i przechowywane w niskiej temperaturze do czasu wykonania analizy. Minimalna wymagana próbka dla próbki stałej wynosi około 2-3 cm2 dla ciał stałych, bez maksymalnych limitów.
Wyjście danych i analiza
Schemat w lewym górnym rogu pokazuje, jak chromatograf jonowy działa w celu uzyskania danych wyjściowych. Każdy pik reprezentuje oddzielny jon z roztworu próbki. Czas elucji, czyli czas potrzebny na przejście jonu przez kolumnę, jest różny dla każdego gatunku jonów, ponieważ eluują one z kolumny oddzielnie w miarę zwiększania pH i/lub siły jonowej eluentu. Stężenie jonów przemieszczających się przez kolumnę w określonym czasie jest reprezentowane przez wysokość i szerokość pików i może być skorelowane ze stężeniem określonego gatunku w roztworze próbki.
Wykresy w prawym górnym rogu przedstawiają typowe dane wyjściowe z przebiegu chromatografii jonowej. Górny wykres przedstawia stężenie kationów, a dolny wykres przedstawia stężenie anionów w rozcieńczonych wodach lodowcowych. Stężenia jonów mogą być obliczane na podstawie pola powierzchni pod każdym pikiem, gdzie większe pole powierzchni koreluje z wyższym stężeniem danego gatunku jonu. Większość urządzeń do chromatografii jonowej zapewnia oprogramowanie, które oblicza tę powierzchnię, którą użytkownicy mogą przeliczyć na ppm lub inną ilość przy użyciu kalibracyjnych roztworów wzorcowych.
Literatura
W celu uzyskania bardziej szczegółowych informacji dotyczących teorii i praktyki chromatografii jonowej należy zapoznać się z:
- Joachim Weiss, Tatjana Weiss (Translated by) (2005). Handbook of Ion Chromatography, Third, Completely Revised and Enlarged Edition. John Wiley and Sons, Inc. 931p. ISBN: 3-527-28701-9.
- Prof. Yuri Kazakevich and Prof. H. M. McNair (1996) The Basic Liquid Chromatography (więcej informacji) from the Analytical Sciences Digital Librarycollection.
- Forum chromatograficzne (więcej informacji) : Publiczna grupa dyskusyjna online, gdzie można umieszczać pytania, wiadomości lub wiadomości interesujące dla chromatografów na całym świecie.
Related Links
- Aby uzyskać więcej informacji na temat innych typów chromatografii, odwiedźNational Sciences Digital Library Collection.
- Aby uzyskać więcej informacji na temat zastosowań chromatografii jonowej, kliknij tutaj.
- Aby uzyskać informacje o dystrybutorach chromatografii jonowej, proszę odwiedzić strony internetowe firm Metrohm lub Dionex.
Działania dydaktyczne
.