Что такое ионный хроматограф?

Что такое ионный хроматограф?

Ионный хроматограф, тип жидкостной хроматографии, представляет собой метод анализа разделения, в основном ориентированный на анализ низкомолекулярных ионов.

Пионерская работа по ионной хроматографии восходит к 1975 году, когда Х. Смолл опубликовал статью «Новый метод ионообменной хроматографии с использованием обнаружения проводимости» в журнале Analytical Chemistry. Х. Смолл и его коллеги разделили ионы с помощью ионообменных смол и обнаружили их с помощью детектора проводимости.

Что можно измерить с помощью ионной хроматографии?

Хотя ионная хроматография может измерять различные ионы, ее непревзойденная область заключается в одновременном анализе анионов. Галогенидные ионы (F-, Cl-, Br-), NO2-, NO3-, SO42-, PO43- и другие могут быть измерены на уровне ppb (мкг/л). Более того, выбрав определенные условия измерения, также можно проводить одновременный анализ ионов многоатомных оксикислот, таких как ClO2-, ClO3-, BrO3- и других. По оценкам, 70% пользователей ИХ выполняют анализ этих анионов.

В катионном анализе можно измерять ионы щелочных металлов, такие как Li+, Na+, K+, и ионы щелочноземельных металлов, такие как Mg2+, Ca2+, Ba2+.

Также можно измерять органические ионы. Низкомолекулярные алифатические амины, такие как метиламин, диметиламин, этиламин и этаноламин, можно измерять с использованием того же катионообменного разделения и обнаружения проводимости, что и ионы щелочных металлов. Кроме того, алифатические органические кислоты, такие как муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, молочная кислота, винная кислота, яблочная кислота и лимонная кислота, можно измерять в режиме исключения ионов.

Принципы ионной хроматографии

Подвижная фаза (элюент [Na2CO3]) прокачивается через хроматограф, а раствор образца (раствор, содержащий NaCl) вводится в фиксированном количестве из инжектора (устройства для ввода образца) и направляется в колонку.

Колонка заполнена анионообменной смолой, и разделение ионов происходит посредством ионообменных взаимодействий. Впоследствии противоионы (Na+) в подвижной фазе удаляются подавителем, а Na2CO3 преобразуется в слабоионизированный H2CO3, что приводит к снижению электропроводности.

Одновременно противоионы образца, NaCl, также подвергаются ионному обмену, превращаясь в высокопроводящий HCl.

Подавитель выполняет две функции: ① снижение электропроводности подвижной фазы и ② увеличение электропроводности целевых ионов.

Детектор проводимости проверяет легкость прохождения электричества через раствор. Сигнал от детектора проводимости отправляется на устройство обработки данных, и выводится форма волны (хроматограмма), соответствующая концентрации ионов.

Наблюдая за временем, прошедшим с момента ввода образца до появления пика (время удерживания, время элюирования), можно качественно определить, какие ионы присутствуют. Высота пика (или площадь) позволяет количественно измерить концентрацию.

Применение ионной хроматографии

Ионная хроматография особенно эффективна для измерения ионов в образцах воды, и в результате она широко применяется в различных официальных методах испытаний для тестирования промышленной воды, тестирования заводских сточных вод, методов тестирования питьевой воды, методов тестирования сточных вод и методов санитарных испытаний.

Поэтому ее преимущественное применение находится в областях, связанных с окружающей средой, водоснабжением и канализацией, сточными водами, и она широко применяется многими государственными испытательными агентствами и компаниями по контрактному анализу.

Кроме того, благодаря своей способности измерять неорганические ионы на уровне ppt (нг/л), ионная хроматография используется в анализе качества воды для полупроводников, сверхчистой воды и в ядерной промышленности.

Помимо образцов воды, ионную хроматографию можно использовать для измерения ионов в экстракционных растворах, абсорбционных растворах и даже для измерения ионов в твердых веществах и газах.

IC выходит за рамки качества воды и экологических приложений; он используется в различных областях, таких как пищевая промышленность, химия и фармацевтика, для управления сырьем, контроля технологических процессов, управления продукцией, контроля качества и многого другого.