2) адсорбция
3) капиллярная конденсация
4) абсорбция
В ионообменной хроматографии разделение веществ основано на обратимом стехиометрическом обмене ионов между компонентами подвижной фазы и ионогенными группами неподвижной фазы. Ионообменник содержит фиксированные заряженные функциональные группы, например сульфогруппы, карбоксильные или четвертичные аммониевые группы, с которыми электростатически связаны противоионы. При прохождении раствора ионы анализируемого вещества замещают эти противоионы, поэтому процесс связан со специфическим химическим взаимодействием и относится преимущественно к хемосорбции.
Хемосорбция отличается от неспецифической физической адсорбции более выраженной избирательностью взаимодействия сорбата с активными центрами сорбента. Удерживание вещества в ионообменной колонке зависит от его заряда, степени ионизации, природы функциональных групп сорбента, pH и ионной силы элюента. Изменяя pH или концентрацию конкурирующих ионов, можно ослабить ионные взаимодействия и провести контролируемую десорбцию разделяемых компонентов.
| Вид сорбционного процесса | Основной механизм | Характерные особенности | Связь с ионообменной хроматографией |
|---|---|---|---|
| Хемосорбция | Специфическое взаимодействие сорбата с активными центрами, включая ионный обмен | Высокая селективность, зависимость от химической природы и заряда частиц | Преобладающий механизм удерживания ионов |
| Физическая адсорбция | Удерживание молекул на поверхности за счет межмолекулярных сил | Преимущественно поверхностный, неспецифический процесс | Может сопутствовать, но не определяет основной механизм |
| Абсорбция | Проникновение вещества в объем другой фазы | Сорбат распределяется по объему поглотителя | Не является основой ионного обмена |
| Капиллярная конденсация | Конденсация паров в узких порах сорбента | Характерна преимущественно для пористых тел при сорбции газов и паров | Не определяет разделение ионов в растворе |
| Катионный обмен | Обмен положительно заряженных ионов на катионообменнике | Неподвижная фаза содержит фиксированные отрицательно заряженные группы | Используется для разделения катионов и катионных форм веществ |
| Анионный обмен | Обмен отрицательно заряженных ионов на анионообменнике | Неподвижная фаза содержит фиксированные положительно заряженные группы | Используется для разделения анионов и анионных форм веществ |
Ионообменная хроматография особенно эффективна для анализа неорганических ионов, аминокислот, пептидов, белков и других ионизируемых соединений. Селективность разделения определяется не только величиной заряда, но и доступностью функциональных групп и сродством иона к ионообменнику. Элюирование обычно регулируют изменением pH либо созданием градиента ионной силы. Таким образом, ключевым признаком метода является обратимое специфическое взаимодействие заряженных частиц с химически активными ионообменными центрами.