تاریخچه ی:
کروماتوگرافی تبادل یونی
تفاوت با نگارش: 3
- | __وماوگرافی تبادل یونی Ion exchange chromatography__ |
+ | {DYNAMICMENU()} __واهنمه__ *((واژگان شیمی تجزیه)) *((واژگن شیمی آلی)) *((واژگان شیمی معدنی)) *((واژگان شیمی فیزیک)) *((واژگان شیمی صنعتی)) __مقالات مرتبط__ *((شیمی تجزیه)) *((شیمی تجزیه کمی)) *((مراحل تجزیه شیمیایی)) *((معرف PH)) *((معرف رنگی)) *((آشنایی با تبادلگرهای یونی)) />*((الکترود شاهد)) />*((الکترود شیشهای)) *((مقالات جدید شیمی|شیمی)) __کتابهای مرتبط__ *((کتابهای شیمی فیزیک)) __[http://217.218.177.31/mavara/mavara-view_forum.php?forumId=47|انجمن شیمی]__ __سایتهای مرتبط__ *سایتهای داخلی **[http://www.shimi.ir|شیمی عمومی] **[http://www.chemistmag.com |مجله شیمی] *سایتهای خارجی **[http://en.wikipedia.org/wiki/Analytical_chemistry|تعریفی از شیمی تجزیه] **[http://en.wikipedia.org/wiki/Chromatography|کروماتوگرافی] **[http://www.shu.ac.uk/schools/sci/chem/tutorials/chrom/gaschrm.htm|کروماتوگرافی گازی] **[http://www.islandnet.com/~yesmag/projects/paper_chroma.html|کروماتوگرافی کاغذی] **[http://www.pharm.uky.edu/ASRG/HPLC/hplcmytry.html|راهنمای HPLC]r />**[http://www.chm.davidson.edu/ChemistryApplets/spectrophotometry/AbsorbanceSpectrum.html|طیف جذبی در اسپکتروفتومتری] **[http://www.chm.davidson.edu/ChemistryApplets/spectrophotometry/BeersLaw.html|اسپکتروفتومتری-قانون بیر] **[http://www.chm.davidson.edu/ChemistryApplets/spectrophotometry/UnknownSolution.html|آنالیز یک ماده ناشناخته-تعیین غلظت آنالیت] **[http://www.wwnorton.com/college/chemistry/chemconnections/Rain/pages/titr.html|منحنی تیتراسیون اسید باز] **[http://www.carlton.srsd119.ca/chemical/equilibrium/abindicators.htm|شناساگرهای اسید باز] body= |
| + | |~| |
| + | {DYNAMICMENU} |
| !اطلاعات اولیه | | !اطلاعات اولیه |
| کروماتوگرافی تبادل یونی در ستونها ، بطور انحصاری ، کاربرد رزینهای تبادل یونی محدود میشود زیرا این مواد به طور عمده خواص مطلوبی ، مانند پایداری مکانیکی و شیمیایی و یکنواختی اندازه دانهها ( ذرات ) دارند، ((سلولز|پودر سلولز)) که آن گردههای تبادل یونی به طریق شیمیایی قرار داده شده باشند نیز برای ((جداسازی مواد)) در ستونها به کار میرود. ورقههایی از سلولز عمل شده فوق و ورقههای سلولز پر شده با رزینهای تبادل یونی را در روش ((کروموتوگرافی کاغذی)) برای جداسازیهایی که شامل تبادل یونی هستند، میتوان مورد استفاده قرار داد. | | کروماتوگرافی تبادل یونی در ستونها ، بطور انحصاری ، کاربرد رزینهای تبادل یونی محدود میشود زیرا این مواد به طور عمده خواص مطلوبی ، مانند پایداری مکانیکی و شیمیایی و یکنواختی اندازه دانهها ( ذرات ) دارند، ((سلولز|پودر سلولز)) که آن گردههای تبادل یونی به طریق شیمیایی قرار داده شده باشند نیز برای ((جداسازی مواد)) در ستونها به کار میرود. ورقههایی از سلولز عمل شده فوق و ورقههای سلولز پر شده با رزینهای تبادل یونی را در روش ((کروموتوگرافی کاغذی)) برای جداسازیهایی که شامل تبادل یونی هستند، میتوان مورد استفاده قرار داد. |
| !توصیف | | !توصیف |
| در کروماتوگرافی تبادل یونی جداسازی مواد از نوع ((کروماتوگرافی)) که در آنها رزین به جای جاذب در ((کروماتوگرافی جذب سطحی|کروماتوگرافی جذبی)) قرار میگیرد، است. مقادیر زیادی از رزینهای تبادل یونی برای جدا کردن کامل یونها از محلول در آزمایشگاه و نیز در مقیاس صنعتی به کار میروند. یعنی از جداسازیهای فوق العاده جالب عبارتند از جداسازی مواد ((لانتایندها))، ((آکتینیدها)) و ((آمینو اسید|اسیدهای آمینه)). | | در کروماتوگرافی تبادل یونی جداسازی مواد از نوع ((کروماتوگرافی)) که در آنها رزین به جای جاذب در ((کروماتوگرافی جذب سطحی|کروماتوگرافی جذبی)) قرار میگیرد، است. مقادیر زیادی از رزینهای تبادل یونی برای جدا کردن کامل یونها از محلول در آزمایشگاه و نیز در مقیاس صنعتی به کار میروند. یعنی از جداسازیهای فوق العاده جالب عبارتند از جداسازی مواد ((لانتایندها))، ((آکتینیدها)) و ((آمینو اسید|اسیدهای آمینه)). |
| !رزینهای متداول تبادل یونی | | !رزینهای متداول تبادل یونی |
| رزینهای متداول تبادل یونی که به طور مصنوعی ساخته میشوند، بر پایه قالب غیر محلولی از یک بسپار بزرگ ، معمولا ((پلی استیرن)) ، استوار هستند. ولی بعضی از آنها متکی بر ((اسید متا اکریلیک)) هستند. نوع اول با بسپار کردن استیرن در حضور مقدار کمی از ((دی وینیل بنزن)) ساخته میشود. دی وینیل بنرن میزان اتصالات عرضی را که عامل مهمی در کروماتوگرافی است کنترل میکند. اتصالات عرضی ، بسپار را به حالت نامحلول در میآورد. اگر میزان اتصالات عرضی خیلی کم باشد رزین مستعد جذب مایع اضافی میشود و در نتیجه آماس زیادی میکند، در حالی که اتصالات عرضی زیاده از حد ، ظرفیت تبادل رزین را ، احتمالا به علت ممانعت فضایی کم میکند.
گردههای قطبی که باعث خواص تبادل یون در رزین می شوند به جز در مورد اسید پلی متا اکریلیک، بعد از عمل بسپار شدن به رزین اضافه میشوند. با بسپار شدن در یک ((امولسیون آبی)) میتوان دانههایی با اندازههای معین تهیه کرد و در این صورت است که رزینها برای ((عمل یون زدایی)) و اهداف کروماتوگرافی به کار میروند. بعضی از رزینها را به شکل ورقه میسازند که در این صورت غشاهای تبادل یونی به دست میآیند. این غشاها به این صورت کاربردی در کروماتوگرافی ندارند ولی میتوان از آنها برای نمکزدایی محلولها ، که ممکن است یک عمل مقدماتی ضروری برای یک جداسازی مواد کروماتوگرافی مورد نظر باشد، استفاده کرد.
| | رزینهای متداول تبادل یونی که به طور مصنوعی ساخته میشوند، بر پایه قالب غیر محلولی از یک بسپار بزرگ ، معمولا ((پلی استیرن)) ، استوار هستند. ولی بعضی از آنها متکی بر ((اسید متا اکریلیک)) هستند. نوع اول با بسپار کردن استیرن در حضور مقدار کمی از ((دی وینیل بنزن)) ساخته میشود. دی وینیل بنرن میزان اتصالات عرضی را که عامل مهمی در کروماتوگرافی است کنترل میکند. اتصالات عرضی ، بسپار را به حالت نامحلول در میآورد. اگر میزان اتصالات عرضی خیلی کم باشد رزین مستعد جذب مایع اضافی میشود و در نتیجه آماس زیادی میکند، در حالی که اتصالات عرضی زیاده از حد ، ظرفیت تبادل رزین را ، احتمالا به علت ممانعت فضایی کم میکند.
گردههای قطبی که باعث خواص تبادل یون در رزین می شوند به جز در مورد اسید پلی متا اکریلیک، بعد از عمل بسپار شدن به رزین اضافه میشوند. با بسپار شدن در یک ((امولسیون آبی)) میتوان دانههایی با اندازههای معین تهیه کرد و در این صورت است که رزینها برای ((عمل یون زدایی)) و اهداف کروماتوگرافی به کار میروند. بعضی از رزینها را به شکل ورقه میسازند که در این صورت غشاهای تبادل یونی به دست میآیند. این غشاها به این صورت کاربردی در کروماتوگرافی ندارند ولی میتوان از آنها برای نمکزدایی محلولها ، که ممکن است یک عمل مقدماتی ضروری برای یک جداسازی مواد کروماتوگرافی مورد نظر باشد، استفاده کرد.
|
| *__مواد مبادله کننده یون :__ تبادل گرهای کاتیونی و آنیونی دو نوع عمده مواد مبادله کننده یون هستند که آنها را به نوبه خود میتوان بر حسب قدرتشان به ((اسید)) و ((باز)) تقسیمبندی کرد.
| | *__مواد مبادله کننده یون :__ تبادل گرهای کاتیونی و آنیونی دو نوع عمده مواد مبادله کننده یون هستند که آنها را به نوبه خود میتوان بر حسب قدرتشان به ((اسید)) و ((باز)) تقسیمبندی کرد.
|
| *__تبادلگر کاتیونی :__ گروههای قطبی در تبادلگرهای کاتیونی، که یا {TEX()} {HSO_3} {TEX} و یا {TEX()} {HCO_2} {TEX} میباشند، ((خاصیت اسیدی)) دارند این گروهها به مولکولهای بسپار به طور قطعی متصل هستند و در معرض محلول حاوی یونهایی که باید حذف یا جدا شوند، قرار میگیرند.
| | *__تبادلگر کاتیونی :__ گروههای قطبی در تبادلگرهای کاتیونی، که یا {TEX()} {HSO_3} {TEX} و یا {TEX()} {HCO_2} {TEX} میباشند، ((خاصیت اسیدی)) دارند این گروهها به مولکولهای بسپار به طور قطعی متصل هستند و در معرض محلول حاوی یونهایی که باید حذف یا جدا شوند، قرار میگیرند.
|
| *گروههای قطبی در تبادل گرهای آنیونی گروههای آمونیوم نوع سوم یا چهارم هستند و مثل هم عمل میکنند. تبادلگر آنیونی بیشتر به شکل کلرید هستند تا به شکل هیدروکسید زیرا کلریدها پایدارتر هستند. | | *گروههای قطبی در تبادل گرهای آنیونی گروههای آمونیوم نوع سوم یا چهارم هستند و مثل هم عمل میکنند. تبادلگر آنیونی بیشتر به شکل کلرید هستند تا به شکل هیدروکسید زیرا کلریدها پایدارتر هستند. |
| !خواص رزینها | | !خواص رزینها |
| *باید دارای گروههای مبادله کننده تک عاملی باشد. برای رزینهای جدید هیچ مشکلی در این مورد وجود ندارد ولی محصولات اولیه که از ((فنل)) ساخته میشدند چند عاملی بودند و خواص تبادل آنها بستگی به PH محلولی که در آن قرار میگرفتند، داشت. از این نقطه نظر این رزینها برای ((کروماتوگرافی)) مناسب نبودند.
| | *باید دارای گروههای مبادله کننده تک عاملی باشد. برای رزینهای جدید هیچ مشکلی در این مورد وجود ندارد ولی محصولات اولیه که از ((فنل)) ساخته میشدند چند عاملی بودند و خواص تبادل آنها بستگی به PH محلولی که در آن قرار میگرفتند، داشت. از این نقطه نظر این رزینها برای ((کروماتوگرافی)) مناسب نبودند.
|
| *باید درجه اتصالات عرضی کنترل شده داشته باشد. 4 - 8 % بهترین درجه برای کروماتوگرافی است. | | *باید درجه اتصالات عرضی کنترل شده داشته باشد. 4 - 8 % بهترین درجه برای کروماتوگرافی است. |
| *گستره اندازه ذرات باید تا آنجایی که ممکن است کوچک باشد. | | *گستره اندازه ذرات باید تا آنجایی که ممکن است کوچک باشد. |
| *اندازه ذرات باید، تا آنجایی که عملی است کوچک باشد. | | *اندازه ذرات باید، تا آنجایی که عملی است کوچک باشد. |
| !مزیت اساسی کروماتوگرافی تبادل یونی | | !مزیت اساسی کروماتوگرافی تبادل یونی |
| در کروماتوگرافی ، محلولهای بکار رفته اکثرا رقیق هستند و در نتیجه روش شستشو بیشتر به کار میرود و اغلب جداسازیهای بسیار رضایت بخشی به دست میآید. در مورد رزینها تجزیه جانشینی و تجزیه مرحلهای و شستشوی تدریجی همگی به کار میروند. ولی از تجزیه جبههای استفاده نمیشود. روش دیگر شستشو ، تحت عنوان گزینش پذیری ، نیز کارآیی مفیدی دارد. این روش به تغییر فعالیت یونهایی بستگی دارد که باید بوسیله عامل شویندهای که با یونها تشکیل کمپلکس میدهد جدا شوند.
تشکیل کمپکس بدون شک عامل مهمی در سایر روشهای کروماتوگرافی ، مخصوصا در جداسازیهای معدنی روی کاغذ است، ولی در هیچ یک از سایر روشها این موضوع به همان وسعت که در کروماتوگرافی تبادل یونی استفاده شده، مطالعه نشده است. یکی از قدیمیترین و جالبترین موفقیتها در کروماتوگرافی تبادل یونی جداسازی مواد لانتایندها در یک رزین اسید قوی و با استفاده از یک ((محلول تامپون|محلول سیترات تامپونی)) برای شستشو است. | | در کروماتوگرافی ، محلولهای بکار رفته اکثرا رقیق هستند و در نتیجه روش شستشو بیشتر به کار میرود و اغلب جداسازیهای بسیار رضایت بخشی به دست میآید. در مورد رزینها تجزیه جانشینی و تجزیه مرحلهای و شستشوی تدریجی همگی به کار میروند. ولی از تجزیه جبههای استفاده نمیشود. روش دیگر شستشو ، تحت عنوان گزینش پذیری ، نیز کارآیی مفیدی دارد. این روش به تغییر فعالیت یونهایی بستگی دارد که باید بوسیله عامل شویندهای که با یونها تشکیل کمپلکس میدهد جدا شوند.
تشکیل کمپکس بدون شک عامل مهمی در سایر روشهای کروماتوگرافی ، مخصوصا در جداسازیهای معدنی روی کاغذ است، ولی در هیچ یک از سایر روشها این موضوع به همان وسعت که در کروماتوگرافی تبادل یونی استفاده شده، مطالعه نشده است. یکی از قدیمیترین و جالبترین موفقیتها در کروماتوگرافی تبادل یونی جداسازی مواد لانتایندها در یک رزین اسید قوی و با استفاده از یک ((محلول تامپون|محلول سیترات تامپونی)) برای شستشو است. |
| !کروماتوگرافی نمک زنی | | !کروماتوگرافی نمک زنی |
| در روش ((کروماتوگرافی نمکزنی)) ، از رزینهای تبادل یونی برای ((جداسازی مواد)) غیر الکترولیتها ، با شستن آنها از ستون به وسیله محلولهای آبی یک نمک ، استفاده میشود. اجسام جدا شده بوسیله این روش ، ((اتر|اترها)) ، ((آلدئید|آلدئیدها)) ، ((کتون|کتونها)) و آمینها هستند. | | در روش ((کروماتوگرافی نمکزنی)) ، از رزینهای تبادل یونی برای ((جداسازی مواد)) غیر الکترولیتها ، با شستن آنها از ستون به وسیله محلولهای آبی یک نمک ، استفاده میشود. اجسام جدا شده بوسیله این روش ، ((اتر|اترها)) ، ((آلدئید|آلدئیدها)) ، ((کتون|کتونها)) و آمینها هستند. |
| !تبادلگرهای یون معدنی | | !تبادلگرهای یون معدنی |
| بعضی از نمکهای معدنی برای پر کردن ((کاغذ)) و آماده سازی آن به منظور استفاده در جداسازیها که بر اثر تبادل یون صورت میگیرند، بکار میروند. یکی از دلایل توجه به مواد معدنی این است که تبادلگرهای یونی رزینی بر اثر تابش مستعد خراب شدن هستند. بنابراین در حقیقت برای استفاده با محلولهای خیلی فعال مناسب نیستند. اگر چه برای جداسازی مواد ، به عنوان مثال ، مخلوطهای اکتیندها یا موفقیت به کاربرده شدهاند. ((مواد معدنی)) دارای مزایای دیگری مانند گزینش پذیری خیلی زیاد برای بعضی از یونها مانند ((روبیدیم)) و ((سزیم)) و توانایی در برابر محلولهای با دمای بالا هستند.
به علاوه ((تبادلگر یونی|تبادل گرهای یونی معدنی)) وقتی که در آب قرار میگیرند به مقدار قابل توجهی ((آماس)) نمیکنند و حجم آنها با تغییر قدرت یونی محلول در تماس با آنها تغییر نمیکند. از طرف دیگر ، بعضی از مواد معدنی معایبی مانند ((انحلال پذیری)) یا والختی در بعضی از PHها که در آن معمولا رزینها پایدارند، دارند یا ممکن است در محلولهایی که رزینها غیر محلول هستند، حل شوند. همچنین تبادلگرهای یونی معدنی ممکن است به شکل بلورهای ریز باشند که به علت ممانعت از عبور فاز متحرک ، برای پر کردن در ستونها مناسب نیستند. اگر چه راههایی برای فائق آمدن به این مشکل وجود دارد. | | بعضی از نمکهای معدنی برای پر کردن ((کاغذ)) و آماده سازی آن به منظور استفاده در جداسازیها که بر اثر تبادل یون صورت میگیرند، بکار میروند. یکی از دلایل توجه به مواد معدنی این است که تبادلگرهای یونی رزینی بر اثر تابش مستعد خراب شدن هستند. بنابراین در حقیقت برای استفاده با محلولهای خیلی فعال مناسب نیستند. اگر چه برای جداسازی مواد ، به عنوان مثال ، مخلوطهای اکتیندها یا موفقیت به کاربرده شدهاند. ((مواد معدنی)) دارای مزایای دیگری مانند گزینش پذیری خیلی زیاد برای بعضی از یونها مانند ((روبیدیم)) و ((سزیم)) و توانایی در برابر محلولهای با دمای بالا هستند.
به علاوه ((تبادلگر یونی|تبادل گرهای یونی معدنی)) وقتی که در آب قرار میگیرند به مقدار قابل توجهی ((آماس)) نمیکنند و حجم آنها با تغییر قدرت یونی محلول در تماس با آنها تغییر نمیکند. از طرف دیگر ، بعضی از مواد معدنی معایبی مانند ((انحلال پذیری)) یا والختی در بعضی از PHها که در آن معمولا رزینها پایدارند، دارند یا ممکن است در محلولهایی که رزینها غیر محلول هستند، حل شوند. همچنین تبادلگرهای یونی معدنی ممکن است به شکل بلورهای ریز باشند که به علت ممانعت از عبور فاز متحرک ، برای پر کردن در ستونها مناسب نیستند. اگر چه راههایی برای فائق آمدن به این مشکل وجود دارد. |
| !مباحث مرتبط با عنوان | | !مباحث مرتبط با عنوان |
| *((امولسیون آبی)) | | *((امولسیون آبی)) |
| *((انواع آشکارساز)) | | *((انواع آشکارساز)) |
| *((پدیده تبادل یون)) | | *((پدیده تبادل یون)) |
| *((تبادلگر یونی)) | | *((تبادلگر یونی)) |
| *((جداسازی مواد)) | | *((جداسازی مواد)) |
| *((روشهای جداسازی)) | | *((روشهای جداسازی)) |
| *((سلولز)) | | *((سلولز)) |
| *((کاغذ)) | | *((کاغذ)) |
| *((کروماتوگرافی)) | | *((کروماتوگرافی)) |
| *((کروماتوگرافی جذب سطحی)) | | *((کروماتوگرافی جذب سطحی)) |
| *((کروموتوگرافی کاغذی)) | | *((کروموتوگرافی کاغذی)) |
| *((کروماتوگرافی نمکزنی)) | | *((کروماتوگرافی نمکزنی)) |
| *((محلول تامپون)) | | *((محلول تامپون)) |