MONOGRAFIA Praktyczna chromatografia jonowa

ozwiązywania problemów istotnych dla środowiska. Trzecim, najbardziej rozległym obszarem
zastosowania chromatografii anionowej jest analiza śladowa w ultra czystych odczynnikach, znajdujących
zastosowanie w przemyśle półprzewodników.
Obecnie wymieniacze jonowe zwykle używane w HPLC składają się z kulistych cząsteczek polimerów o
średnicy od 5 do 15 µm. Stosuje się różne metody w celu przyłączenia tak zwanych grup kotwicowych do
powierzchni polimeru. Grupy te są wykorzystywane jako łączniki pomiędzy podstawowym polimerem, a
rzeczywistymi grupami funkcyjnymi. Te składają się zwykle z czwartorzędowych jonów amonowych, które
są chemicznie przyłączone do grup kotwicowych. Całkowitą ilość grup funkcyjnych określa się jako
pojemność wymieniacza; jest to podstawowa cecha wymieniaczy jonowych.
Handlowe materiały wypełnień dla chromatografii anionowej charakteryzują małe pojemności, zwykle o
pojemnościach wymieniacza pomiędzy 50 i 100 µmoli na kolumnę rozdzielającą. Wynika to z zastosowania
głównie detekcji konduktometrycznej, która jest wszechstronnie stosowana dla jonów, ponieważ
odpowiednio czuła detekcja analizowanych roztworów wymaga, aby zastosowany system wymywania
(elucji) miał możliwie niską wartość własnego przewodnictwa. Dla wymieniaczy jonowych o małej
pojemności wystarczające są bardzo rozcieńczone wodne roztwory NaOH lub bufory węglanowe; ich
własne przewodnictwo może być dodatkowo obniżone przez supresję chemiczną [2,4].
W chromatografii anionowej używa się obecnie głównie grup funkcyjnych typu I (trimetyloamina TMA) oraz
typu II (dimetyloetanoloamina DMEA). Ponieważ rzeczywiste oddziaływanie pomiędzy fazą stacjonarną i
anionami w analizowanym roztworze zachodzi na grupach funkcyjnych oznacza to, że ich struktura ma
decydujący wpływ na selektywność materiału wypełniającego kolumny. Zgodnie z aktualną wiedzą,
szczególnie ważna jest polarność grup funkcyjnych, która może być kontrolowana przez ilość pozostałych
grup hydroksylowych (-CH2CH2OH) przy czwartorzędowym azocie [2, 4].
Termin „chromatografia jonowa” zawiera wszystkie rozdziały substancji jonowych w zakresie HPLC z
jednoczesną detekcją i jest dlatego w większości niezależny od ograniczeń aparaturowych [5].
Chromatografia jonowa rozwinęła się w metodę stosowaną głównie do analizy anionów, ze względu na
istniejący obecnie szeroki wybór kolumn rozdzielających, systemów elucyjnych i detektorów. Przyczyną
tego jest występowanie tylko kilku procesów rozdziału anionów i w praktyce są one trudne do
wykorzystania. Metody grawimetryczne i wolumetryczne (miareczkowe) są ograniczone przez ich czułość
i selektywność. Nawet nadzwyczaj szybki rozwój chromatografii gazowej, od roku 1965 do chwili obecnej,
nie przyniósł żadnych korzyści dla anionów, ponieważ nielotne jony musiały być najpierw przekształcone,
a czułość nie odpowiadała wymaganiom stawianym obecnie analizie śladowej [6]. Dla analizy kationów
istnieją potężne, alternatywne do chromatografii jonowej, metody spektrometrii atomowej, np. ICP-
AES/MS 3 , tak więc wartość chromatografii kationowej jest znacznie mniejsza w porównaniu z
chromatografią anionową. Jednakże chromatografia kationowa uzyskała pewne znaczenie w analizie
metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych oraz w oznaczaniu azotu amonowego (analiza wody pitnej).
Chromatografia jonowa w połączeniu z detektorami czułymi na odpowiednie pierwiastki jest niezbędna
w specjacji związków jonowych. Obszerny przegląd zastosowań chromatografii jonowej w różnych
dziedzinach przedstawiony jest w pracach Haddada i in. [4] oraz Weissa [2].
3.2 Teoria chromatografii
3.2.1. Podział chromatografii i terminologia
Chromatografia jest metodą fizykochemiczną dla rozdziału mieszanin substancji. Efekt separacji jest oparty
na podstawowym rozdziale pomiędzy dwoma fazami; jedna faza jest fazą stacjonarną podczas gdy druga,
ruchoma, przesuwa się w określonym kierunku [7, 8]. Techniki chromatograficzne dzieli się zgodnie ze
stanem fizycznym dwóch uczestniczących w rozdziale faz:
3 Induction Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry/ Mass Spectroscopy czyli Spektrometria emisji atomowej/ spektroskopia masowa z
indukcyjnie sprzężoną plazmą (przyp. tłumacza)
8 Monografia Metrohm’a