MONOGRAFIA Praktyczna chromatografia jonowa

3.4 Modele retencji w chromatografii jonowej
W idealnym przypadku retencja analitu w chromatografii jonowej byłaby jedynie określona przez jego
powinowactwo do grup funkcyjnych wymieniacza jonowego. To powinowactwo może być opisane przez
utworzenie reakcji chemicznej, reakcji wymiany jonowej, i może być wyjaśnione przez zastosowanie prawa
działania mas.
Modele retencji opisane poniżej próbują przewidzieć zachowanie retencyjne uczestniczących w wymianie
analitów, w poszczególnych warunkach chromatograficznych, na podstawie prawa działania mas. Jeśli
uzyskane modele są wystarczające dla wytłumaczenia obserwacji makroskopowych, to z ich pomocą jest
możliwe, na przykład zoptymalizowanie systemu elucji dla danego problemu rozdziału.
3.4.1 Modele retencji w chromatografii anionów
Następujące obserwacje tylko wstępnie stosują elucję przez przemieszczenie izojonowe jako najprostszy
mechanizm elucji w chromatografii jonowej. Podany przykład odnosi się do chromatografii anionowej, lecz
te same rozważania odnoszą się także do chromatografii kationowej. Tylko wtedy, gdy czynniki
kompleksujące są dodane do eluentów, konieczne jest poszerzenie modelu retencji: jest to opisane w
rozdziale: „Model retencji dla elucji w obecności czynników kompleksujących” (rozdział 3.4.2).
Model retencji dla eluentów z jednym anionem
Jeśli założy się elektryczną obojętność, to najprostszym podejściem do modelu retencji dla
przemieszczenie izojonowego jest ten, w którym pojedynczy jon eluentu Ey- współzawodniczy z jednym
anionem analitu Ax- o grupy funkcyjne fazy stacjonarnej [4]. Stężenie anionów eluentu Ey- pozostaje stałe w
czasie (elucja izokratyczna).
Na początku procesu chromatograficznego miejsca wymiany na kolumnie rozdzielającej o pojemności Q są
zajęte przez aniony eluentu Ey- . Jeśli dodana zostanie próbka zawierająca jon analitu Ax- , to ustala się
następująca równowaga pomiędzy fazą stacjonarną (indeks S) a fazą ruchomą (indeks M):
Zgodnie z prawem działania mas równowaga ta może zostać opisana przez stałą równowagi
termodynamicznej. Jeśli weźmiemy pod uwagę aktywności uczestniczących jonów, to uzyskamy
następującą stałą równowagi termodynamicznej:
Ponieważ aktywności uczestniczących jonów nie mogą być oznaczone jednocześnie w fazie stacjonarnej
i w fazie ruchomej, to pomija się aktywność w fazie stacjonarnej, i ustala się, że jest ona równa 1.
Jeśli wprowadzimy teraz dla anionu analitu A x- dwie znane wartości z rozdziału 3.2.1 - współczynnik
rozdziału DA i współczynnik retencji k’A,
Praktyczna Chromatografia Jonowa 21
(18)
(19)
(20)