Разделение веществ в методе бумажной хроматографии основано на различном распределении их между водной фазой, содержащейся в целлюлозе (неподвижная фаза), и любой другой подвижной фазой. Неподвижная фаза покрывает тонким слоем волокна бумаги, а движение жидкой подвижной фазы осуществляется вдоль слоя бумаги под действием капиллярных сил. В качестве подвижной фазы применяют органические растворители, смешивающиеся или несмешивающиеся с водой, воду или растворы электролитов. В неподвижной фазе вещество может удерживаться как за счет растворения в воде, находящейся в бумаге, так и вследствие адсорбции бумагой. Если распределение компонентов анализируемой смеси между двумя фазами различно, то движение зон этих компонентов по бумаге происходит с разными скоростями, что и приводит к разделению. Положение отдельных зон (пятен) на хроматограмме характеризуют величиной Rf – относительной скоростью перемещения компонента в тонком слое (рис. 2.2).
Экспериментально величину Rf определяют как отношение расстояния l, пройденного веществом, к расстоянию L, пройденному растворителем от старта до линии фронта:
`R_f = l/L`
Обычно для расчета Rf выбирают точку в центре пятна. Разделение веществ практически возможно, если Rf(I) – Rf(II) ≥ 0,1.
Величина Rf зависит от ряда факторов: состава подвижной фазы, типа бумаги, температуры и техники эксперимента. Для разделения неорганических веществ в качестве подвижной фазы чаще всего применяют растворы минеральных кислот в полярных органических растворителях (спирты, кетоны и др.). В табл. 2.1 приведены некоторые примеры. Растворитель подбирают эмпирически. Подвижная фаза играет двоякую роль: движущую по бумаге компоненты смеси и переводящую разделяемые соединения в химические формы с разными коэффициентами распределения.
Таблица 2.1
Подвижные фазы, реагенты для обнаружения, значения Rf некоторых катионов при их разделении методом БХ (ТСХ на целлюлозе)
Катион |
Подвижная фаза |
Реагент |
Rf |
Zn2+ Fe3+ Cо2+ Ni2+ |
Этанол – 5 М HCl (90:10)%
|
Дитизон Самоидентификация 1-Нитрозо-2-нафтол Диметилглиоксим |
0,93 0,80 0,33 0,33 |
Ca2+ Sr2+ Ba2+ |
Изопропанол – Н2О – 1 М HCl (40:20:20)% |
Ализарин Родизонат калия То же |
0,72 0,66 0,55 |
Hg22+ Ag+ Pb2+ |
н-Бутанол – Н2О (85:15)%; рН 3,0 (СН3СООН) |
Водный раствор K2CrO4 То же То же |
0,13 0,11 0,05 |