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Chromatographie ist ein Trennprozeß, bei dem das Probengemisch zwischen zwei Phasen in einer chromatographischen Ebene bzw. Trennsäule verteilt wird. Die stationäre Phase besteht entweder aus einem festen, porösen Material, das aus kleinen Teilchen besteht. Die andere Phase, die mobile Phase, besteht aus einer Flüssigkeit, die über die chromatographische Ebene bzw. Trennsäule strömt.
2.1. Chromatographische Trennung bei der HPLC:
Die Stoffe, die man chromatographisch trennen will, wandern verschieden schnell durch die Säule. Stoffe, die sich bevorzugt in der mobilen Phase aufhalten, wandern schneller durch die Säule als Stoffe, die sich bevorzugt auf der stationären Phase aufhalten.
Nernst'sches Verteilungsgesetz:
Hat ein Stoff die Gelegenheit sich zwischen Phasen physikalisch zu verteilen, so führt diese Verteilung wie bei einer chemischen Reaktion zu einem Gleichgewicht. Das Verhältnis der Konzentrationen eines zwischen zwei Phasen verteilenden Stoffes im Gleichgewichtszustand bei gegebener Temperatur ist konstant. Die Konstante wird Verteilungskoeffizient genannt und hat bei gegebenen Phasen für jeden Stoff einen bestimmten Wert. Das Gesetz ist nur gültig, wenn der Stoff in beiden Phasen denselben Molekularzustand hat.
Als Maß für die Tendenz, sich bevorzugt in der einen oder anderen Phase auf-zuhalten, dient also der Verteilungskoeffizient K oder der Kapazitätsfaktor k':
Diese Bedingungen gelten nur, wenn die stationäre und die mobile Phase im engen Kontakt miteinander stehen, damit sich das Verteilungsgleichgewicht einstellen kann.
2.2. Verteilungschromatographie:
Abbildung 1.a: Start einer chromatographischen Trennung
Das Substanzgemisch, das chromatographisch getrennt werden soll, ist am Anfang der Säule injiziert worden (Abb. 1.a). Es besteht aus den Komponenten D und o.
Damit sich überhaupt ein Stoffgemisch trennt, müssen die verschiedenen Kom-ponenten im betreffenden chromatographischen System verschiedene Verteilungs-koeffizienten und daher verschiedene Kapazitätsfaktoren haben.
Abbildung 1.b: Verteilung zwischen den beiden Phasen
Aus Abbildung 1.b sieht man, daß die Komponenten unterschiedliche k'-Werte besitzen. Die Komponente D hält sich bevorzugt in der stationären Phase auf, die Komponente o hält sich bevorzugt in der mobilen Phase auf. Die Moleküle der Komponenten werden gemäß ihrem Verteilungskoeffizienten von der stationären Phase adsorbiert.
Da neues Fließmittel nachströmt, muß sich ein neues Gleichgewicht einstellen.
Abbildung 1.c: Nachströmen der mobilen Phase und Neueinstellung des Gleichgewichtes
Die Moleküle, die sich in der mobilen Phase befunden haben, sind jetzt über einem neuen, leeren Teil der stationären Phase, und es stellt sich jetzt wieder ein Gleichgewicht nach den jeweiligen Verteilungskoeffizienten ein. Gleichzeitig stellt sich ein Gleichgewicht zwischen den auf der stationären Phase vorhanden Molekülen und der neuen, leeren mobilen Phase ein. Dabei werden Probemoleküle desorbiert. Dieser Vorgang wiederholt sich dauernd.
Abbildung 1.d: Trennung der beiden Komponenten
In Abbildung 1.d sieht man, daß die beiden Komponenten sich getrennt haben und die Komponente o kurz vor dem Verlassen der Säule steht.
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