Размеры и вес молекулы являются наряду с элементарным составом ее важнейшими характеристиками. Молекулярный вес служит зачастую единственным признаком, позволяющим отличить одно вещество от другого. Различия в молекулярном весе играют роль во всех обычных физических методах разделения. Так, высшие члены гомологического ряда имеют, как правило, более высокие температуры плавления и кипения и обладают меньшей растворимостью по сравнению с низшими гомологами.
| Рисунок 2. Схема трёх моментов гель – хроматографии |
Однако на практике проявляются в первую очередь другие свойства веществ, такие, как полярность или распределение электронной плотности, которые в основном и определяют их поведение при кристаллизации, перегонке, экстракции, а также очень часто и при хроматографировании; различия же в молекулярном весе при этом не столь ощутимы. Отбор по размерам – довольно обычный метод упорядочения в макромире нашел применение на молекулярном уровне сравнительно недавно. Естественно, при разделении веществ по молекулярному весу другие их свойства также играют определенную роль.
Процесс разделения веществ по молекулярной массе представлен схематически на рисунке 1, причем здесь для большей наглядности изображены молекулы лишь двух типов (крупные и мелкие точки) и гранулы геля (кружки). На рисунке 2, схематически изображена колонка с гелем непосредственно после нанесения на нее смеси. Гель не препятствует диффузии небольших молекул. Они равномерно распределяются по всему поперечному сечению колонки, в то время как более крупные молекулы, будучи не в состоянии проникнуть в гранулы, остаются только в окружающем их слое растворителя (внешнем объеме).
При промывании колонки растворителем начинает двигаться в первую очередь вещество, находящееся во внешнем объеме. Поэтому крупные молекулы перемещаются по колонке с большей скоростью, чем мелкие (рис. 3), движение которых постоянно тормозится диффузией в неподвижную фазу (гель). Если бы смесь содержала также и частицы промежуточных размеров, то в гель – в состоянии равновесия – проникла бы только часть этих частиц. В конечном итоге компоненты смеси элюируются с колонки, наполненной гранулами геля в порядке уменьшения их молекулярного веса и в соответствии со степенью торможения их неподвижной фазой геля, вызванного диффузией.
Рисунок 3. Перемещение молекул в колонке
Гели
Необходимо прежде всего получить гель с точно заданной величиной пор, что позволило бы использовать его для решения конкретных задач. Материал, из которого получен гель, не должен по возможности содержать никаких ионогенных группировок. В данном растворителе сродство геля с анализируемым веществом должно быть минимальным; лишь в этом случае вещества будут свободно продвигаться по колонке в соответствии с размерами их молекул. Кроме того, гранулы должны обладать определенной механической прочностью, иначе их деформация в колонке приведет к падению скорости элюирования ниже допустимых пределов. В подавляющем большинстве случаев используют гель декстрана (сефадекс). Этот гель является в настоящее время наиболее широко распространенным носителем для гель-хроматографии.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 88 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |