Ионообменная (колоночная) хроматография

 

 

Метод ионообменной хроматографии основан на обмене ионов между анализируемым веществом, находящемся в рас­творе, и сорбентом.

Сорбенты содержат ионогенные группы, способные к диссо­циации и обмену ионами с анализируемым раствором. Такие сорбенты называют ионитами или ионообменниками.

Они относятся к группе высокомолекулярных соединений и по характеру ионного обмена делятся на два типа: 1) катиони-ты, обладающие подвижными катионами и обменивающие их яа катионы из анализируемого раствора (придающие ионитам свойства кислот); 2) аниониты, обладающие подвижными анио­нами и обменивающие их на анионы анализируемого раствора (придающие ионитам свойства оснований).

В молекулах катионитов различных марок находятся актив­ные S0₃H^_, COOH^- группы и др. В молекулах анионитов - ами­ногруппы, четвертичные аммониевые основания и др.

Катиониты выпускаются в Н-форме и солевой форме. Катио-нит в Н-форме содержит обменные ионы водорода, а в солевой форме - катионы металлов. Анионит в ОН-форме содержит об­менные ионы гидроксила, а в солевой - анионы кислот.

При взаимодействии солей с катионитами в Н-форме процесс обмена катионов происходит по реакции:

 

Аналогично протекает реакция при взаимодействии солеи с анионитами в ОН-форме:

 

Ъ том и другом случае выделяется эквивалентное количество соответственно кислоты или щелочи, которые могут быть оттит­рованы соответствующим титрантом, после чего рассчитывают процент определяемой соли (NaCl).

Таким образом, ионообменная хроматография не является самостоятельным методом количественного анализа. Ее используют как вспомогательный метод для разделения и выделения веществ. Выделенные компоненты определяют далее обычными химическими, физическими или физико-химическими методами.

Хроматографическое разделение на ионообменных сорбентах широко используют в практике количественного анализа, осо­бенно в тех случаях, когда количественное определение веществ без их предварительного хроматографического разделения не­возможно.

Ионообменная хроматография имеет широкие границы при­менения, например, метод этот используют для определения концентрации солей в растворах электролитов; для разделения ионов путем выделения одного из них (или группы ионов) из емеси; для концентрирования веществ из сильно разбавленных растворов; для удаления из раствора ионов, мешающих выпол­нению анализа.

В фармацевтическом анализе ионообменная хроматография широко используется для количественного определения солей органических и минеральных кислот, солей алкалоидов и азо­тистых оснований и других групп лекарственных веществ.

В качестве примера приведем две методики.

1. Количественное определение солей минеральных и орга­нических кислот. Точную навеску препарата (0,3-0,5 г) раство­ряют в мерной колбе вместимостью 50 мл и доводят водой до метки. 5 мл полученного раствора пропускают через колонку с катионитом со скоростью 20 капель в 1 мин, промывают водой (а при анализе солей органических кислот, например бензоата и салицилата натрия, - спиртом) до нейтральной реакции про­мывных вод и титруют выделившееся эквивалентное количество кислоты 0,1 н. раствором едкого натра в присутствии соответ­ствующего индикатора.

Катионный обмен протекает по реакции:

 

 

2. Количественное определение солей алкалоидов и азоти­стых оснований с помощью анионитов. Точную навеску иссле­дуемой соли алкалоида (0,03-0,05 г) растворяют в 5 мл воды или спирта, подкисляют каплей разведенной хлороводородной кислоты, и раствор медленно пропускают через колонку с анио-нитом. При этом выделяется основание исследуемого алка­лоида.

 

 

где: [RNH] - основание алкалоида; Ан. - анионит.

Так как большинство оснований алкалоидов трудно раство­римы в воде, для достижения полноты вымывания таких оснований обрабатывают анионит 5-6 раз 5 мл 95% спирта, а за­тем 1-2 раза 5-10 мл воды до отрицательной реакции на ос­нование анализируемой соли алкалоида. Для этого 3-4 мл последнего фильтрата упаривают до 2-3 капель и к остатку добавляют соответствующий реактив на исследуемое основа­ние. Убедившись в полном вымывании основания исследуемой соли алкалоида, его определяют в фильтрате одним из анали­тических методов.

27.06.2015