Polyaroqrammanın xaraktrik sahələrini ardıcıl olaraq göstərin

230. Xromotoqrafik analizdə nəticə nə zaman səmərəsiz hesab olunur?

Ion dəyişmə xromotoqrafiya

Barcha fanlardan o’zbek tilida referatlar mega to’plami, arxiv mutlaqo bepul.

Ion almashinish xromatografiyasi

Подробности Родительская категория: Рефераты Категория: Химия (Рефераты) Опубликовано: 14 Май 2018 Просмотров: 2181

3.2857142857143 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Rating 3.29 (7 Votes)

Ion almashinish xromatografiyasi

Скачать Файл:

Ushbu ma’lumotni yuklab olish uchun ro’yxatdan o’ting. Ma’lumotlar mutlaqo bepul. Чтобы скачать этот файл зарегистрируйтесь или войдите на сайт.
Please register or login to download this file.

Рефераты

Авиация (Рефераты) (43)

Английский Язык (Рефераты) (549)

Архитектура Строительство (Рефераты) (211)

Астрономия (Рефераты) (269)

Безопасность БЖД (Рефераты) (205)

Биология (Рефераты) (521)

Ботаника (Рефераты) (257)

Бухгалтерия (Рефераты) (348)

Ветеренария (Рефераты) (40)

География (Рефераты) (661)

Геология (Рефераты) (539)

Конституционное право (Рефераты) (937)

Журналистика (Рефераты) (171)

Зоология (Рефераты) (135)

Информатика (Рефераты) (3054)

История (Рефераты) (2260)

Кулинария (Рефераты) (33)

Литература (Рефераты) (881)

Логика (Рефераты) (88)

Математика (Рефераты) (1784)

Машиностроение и механика (Рефераты) (626)

Медицина (Рефераты) (811)

Международные отношения (Рефераты) (26)

Менеджмент и Маркетинг (Рефераты) (867)

Металлургия (Рефераты) (64)

Метрология (Рефераты) (190)

Музыка и Искусство (Рефераты) (424)

Налоги (Рефераты) (388)

Наука и техника (Рефераты) (767)

Немецкий язык (Рефераты) (47)

Педагогика (Рефераты) (856)

Политология (Рефераты) (204)

Предпринимательство (Рефераты) (197)

Промышленность (Рефераты) (606)

Психология (Рефераты) (815)

Религия (Рефераты) (128)

Русский Язык (Рефераты) (76)

Социология (Рефераты) (356)

Страхования (Рефераты) (87)

Таможенная система (Рефераты) (142)

Транспорт (Рефераты) (233)

Туризм (Рефераты) (449)

Физика (Рефераты) (1610)

Физкультура (Рефераты) (684)

Философия (Рефераты) (323)

Финансы (Рефераты) (552)

Французский Язык (Рефераты) (23)

Химия (Рефераты) (1575)

Чувство Родины (Рефераты) (194)

Экология (Рефераты) (637)

Экономика (Рефераты) (1808)

Логистика (Рефераты) (0)

Этика Эстетика (Рефераты) (374)

Делопроизводство (Рефераты) (2)

Языковедения (Рефераты) (361)

Остальные рефераты (1695)

Для абитуриентов (986)

Культура и искусство (Рефераты) (530)

Косметология (Рефераты) (0)

Диссертации (753)

Электронное правительство (реферат) (1)

Метрология (реферат) (0)

Агрономия (Рефераты) (13)

Barcha huquqlar O’zbekiston Respublikasining amaldagi qonunlariga binoan himoya qilingan. Sayt materiallaridan to’liq yoki qisman tijorat yo’lida foydalanish qat’iyan man etiladi!

Polyaroqrammanın xaraktrik sahələrini ardıcıl olaraq göstərin

B) Alınan kompleks birləşmənin davamlılığı böyük və liqandın məhlulda qatılığı çox olduqda yarımdalğa potensialının mənfi sahəyə yerdəyişməsi böyük olur. Bu isə məhlulda bir neçə komponent bir yerdə olduqda onları ayırmadan təyin etməyə imkan verir

C) Əgər məhlulda bir neçə ion olarsa, onda polyaroqrammada reduksiya olunan ionların sayı qədər dalğa əmələ gələcəkdir

D) Məhlulda kənar ionların iştirakından, cərəyan şiddətindən və yarımdalğa potensialının həqiqi qiymətindən asılı olaraq I və II növ maksimumlar əmələ gəlir

E) Polyaroqrafik maksimumları aradan qaldırmaq üçün məhlula jelatin, aqar-aqar əlavə edirlər

195. Üzvi reagentlərin polyaroqrafik analizdə tətbiqi üçün verilənlərdən hansı doğru deyildir?

A) Kompleksəmələgəlmə metal ionlarının polyaroqrafik dalğasını daha da müsbət potensiala tərəf yerdəyişməsinə səbəb olur. Deməli, üzvi reagentlərin təsiri ayrı-ayrı metal ionlarının yarımdalğa potensialının qiymətinin dəyişməməsi ilə ifadə olunur.

B) Daha davamlı komplekslərin əmələ gəlməsi halında verilmiş potensial intervalında metal ionunun polyaroqrafik dalğası müşahidə olunmaya da bilər.

C) Müsbət potensialda reduksiya olunan metal ionu bəzi liqandlarla daha davamlı kompleks birləşmə əmələ gətirərsə, onda mənfi potensialda reduksiya olunan bəzi metal kationlarına nisbətən iki ionun kompleksinin polyaroqrafik dalğası əks olacaqdır.

D) Potensialın daha yüksək qiymətində çökən metal ionlarının digər metalların təyininə maneçiliyini aradan qaldırmaq olar.

E) Kobaltın EDTA ilə kompleksi yüksək davamlı olduğundan qələvi məhlulda kobalta aid olan polyaroqrafik dalğa müşahidə olunmur. Analoji şəraitdə isə sink reduksiya olunur və onun yarımdalğa potensialı kobaltın iştirakı ilə sinkin təyinində istifadə olunur.

196. Uyğunluğu müəyyən edin.

I-Hansı fikir doğru deyil

II-Hansı fikir doğrudur

1- Yarımdalğa potensialı cərəyandan asılıdır

2- Yarımdalğa potensialı reduksiya olunan ionun qatılığından asılı deyil

3- Məhlulda kompleksəmələgətirici liqand olduqda yarımdalğa potensialı mənfi sahəyə

4- Yarımdalğa potensialı məhlulda olan ionun vəsfi xarakteristikası deyildirdır

5- Polyaroqrafik maksimumları aradan qaldırmaq üçün məhlula jelatin, aqar-aqar əlavə edilir.

197. Polyaroqramma neçə xarakterik sahə ilə xarakterizə olunur və adları necədir?

A) üç; qalıq cərəyanı, ayrılma potensialı, diffuziya cərəyanı

B) iki; ayrılma potensialı, diffuziya cərəyanı

C) bir; ayrılma potensialı

D) dörd; ayrılma potensialı, diffuziya cərəyanı, udulma cərəyanı, birləşmə potensialı

E) üç; ayrılma potensialı, udulma cərəyanı, birləşmə potensialı

198. Deyilən fikirlərdən doğru olmayanlar?

1 – Qeyri üzvi reagentlər az seçici olurlar

2 – Üzvi reagentlər az seçici olurlar

3 – Üzvi reagentlər süzüntüdə digər ionların təyininə mane olmurlar.

199. Polyaroqrafik analiz haqqında hansı fikir doğrudur?

1 – Qeyrovski tərəfindən yaradılmışdır.

2 – Polyaroqrafik qurğuda elekrtrodlar fərqlənmir

3 – İndikator elektrodu müqayisə elektrodundan kiçik olur.

200. Deyilənlərdən doğrudur.

1- Çoxvalentli kationların kompleksləri aşağı pH-da donor atomunun əsaslığı artdıqca davmalı olur;

2 – Donor atomun donorluq xassəsi elektrofil qrupun təsirindən zəifləyir;

3 – Liqandı asanlıqla uçucu birləşməyə çevirmək mümkün deyil.

##num=11//level=11//sumtest=20//naem=//11.ÜR-LƏRIN SPEKTROFOTOMETRIK ANALIZDƏ TƏTBIQI //

201. Deyilənlərdən doğru olanlar hansıdır?

1- Qeyri-üzvi analizdə tion C=S və tiol C-SH qrupuna malik üzvi reagentlər daha çox əhəmiyyət kəsb edir. Bu reagentlər ağır metallarla kompleks və daxili kompleks birləşmə əmələ gətirir.

2-Tion C=S və tiol C-SH qrupuna malik birləşmələrdən bəziləri, məsələn, tiokarbamidOs, Rh Bi-la kompleks birləşmələri rəngli olub, suda həll olur.

3-Metalların tion C=S və tiol C-SH qrupuna malik olan üzvi reagentlərlə birləşmələrinin əksəriyyəti suda həll olmur, ancaq üzvi həlledicilərdə yaxşı həll olur və müxtəlif ionların ayrılmasında və ekstraksiyal-fotometrik təyinində geniş tətbiq olunur.

4 -Sulfidləri suda pis həll olan metal ionları tion C=S və tiol C-SH qrupuna malik reagentlər ilə davamlı kompleks əmələ gətirmir

202. Maksimum dalğa uzunluğunda məhsulun molyar işıqudma əmsalı ilə üzvi reagentin maksimum dalğa uzunluğunda molyar işıqudma əmsalının fərqi(e_l_{max. məhsul} – e_l_{max. ÜR}) nəyi göstərir?

A) İstifadə edilənüzvi reagent rəngli olduqdareaksiyanın həssaslığını

B) Minimum tapıntını

C) İşıqudmanın əsas qanunun riyazi ifadəsini

D) İstifadə edilən üzvi reagent rəngsiz olduqda reaksiyanın həssaslığını

E) Durulaşdırma həddini

203. Yeni kompleksin davamlığı pərdələnmiş kompleksdən az olarsa tarazlığı sağa yönəltmək üçün əvəzləyici metal ionunun daha artıq miqdarından istifadə olunur. Deyilənlər əks pərdələmə üsullarından hansında istifadə olunur?

204. Hansı üsuldan əks pərdələmə üçün istifadə olunmur:

205. Yükdən asılı olaraq Na + , Ca 2+ , Al 3+ və Th 4+ ionlarının qətranıa yaxınlıqdərəcəsi necə dəyişir?

A) Na + 2+ 3+ 4+

BCa 2+ + 3+ 4+

C) Na + 3+ 4+ 2+

D) Ca 2+ 3+ + 4+

E) Th 4+ + 2+ 3+

206.Hidroksil –OH və ya karboksil -COOH qrupuna malik boya maddələri haqqında verilənlərdən hansı doğrudur?

A) –OH və ya -COOH qrupuna malik boya maddələri fotometrik analizdə böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bu birləşmələr rəngli olub, spektrin görünən sahəsində işıqudmaya malik olurlar.

B) İon formasının başqa sözlə, qələvi metalların duzlarının əmələ gəlməsilə –OH və ya -COOH qrupuna malik boya maddələrinin işıqudması spektrin ultrabənövşəyi sahəsinə doğru kəskin yerini dəyişir.

C) İon formasının başqa sözlə, qələvi metalların duzlarının əmələ gəlməsilə udmanın intensivliyi də zəifləyir. Belə reagentlərlə iki və çoxvalentli ionların birləşmələri rəngsiz olur, bəzən onlara «qeyri-laklar»da deyilir.

D) Reaksiya az həssaslığa malikdir. Rəngin dəyişməsi metalın və reagentin eyni zamanda elektron təbəqəsinin dəyişməsilə əlaqədar olduğundan, bu reagentlər xromofor və xromofor olmayan metalların təyinində tətbiq edilir.

E) –OH və ya -COOH qrupuna malik boya maddələrinin metallarla reaksiyanın səciyyəviliyi çox yüksəkdir. Məsələn, dəmiri salisil turşusu ilə təyin etdikdə, alüminium rəngsiz salisilat əmələ gətirdiyindən mane olur. Ancaq salisil turşusunun törəməsi olan triarilmetan boyası özünü tamamilə başqa cür aparır.

207. İonların komplekslərinin davamlılıq sabitlərinin liqanddan asılı olmadan artması necədir?

208. şərti yazılışında deyilənlərdən hansı doğrudur?

2- 7 –10 reaksiyanın pH-nı göstərir

3- a-reaksiyada iştirak edən ionun sayını

4- Ni-reaksiyada nikel təyin olunmur

5- NH₃-reaksiya qələvi mühitdə aparılır

209. Uyğunluğu müəyyən edin.Verilənlərdən hansı

II- doğru deyil

1- –OH və ya -COOH qrupuna malik boya maddələri fotometrik analizdə böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bu birləşmələr rəngli olub, spektrin görünən sahəsində işıqudmaya malik olurlar.

2- İon formasının başqa sözlə, qələvi metalların duzlarının əmələ gəlməsilə –OH və ya -COOH qrupuna malik boya maddələrinin işıqudması spektrin ultrabənövşəyi sahəsinə doğru kəskin yerini dəyişir.

3- İon formasının başqa sözlə, qələvi metalların duzlarının əmələ gəlməsilə udmanın intensivliyi də zəifləyir. Belə reagentlərlə iki və çoxvalentli ionların birləşmələri rəngsiz olur, bəzən onlara «qeyri-laklar»da deyilir.

4- Reaksiya az həssaslığa malikdir. Rəngin dəyişməsi metalın və reagentin eyni zamanda elektron təbəqəsinin dəyişməsilə əlaqədar olduğundan, bu reagentlər xromofor və xromofor olmayan metalların təyinində tətbiq edilir.

5- –OH və ya -COOH qrupuna malik boya maddələrinin metallarla reaksiyanın səciyyəviliyi çox yüksəkdir. Məsələn, dəmiri salisil turşusu ilə təyin etdikdə, alüminium rəngsiz salisilat əmələ gətirdiyindən mane olur. Ancaq salisil turşusunun törəməsi olan triarilmetan boyası özünü tamamilə başqa cür aparır.

210. Əks pərdələmə üçün hansı üsullardan istifalə olunmur?

211. Ardıcıl olaraq seçin. Əks pərdələmə üçün hansı üsullardan istifalə olunr?

212.Qızıl, gümüş və mis ionlarında sıra nömrəsi artdıqca sulfidlərdə rbitənin davamlığınınartması ardıcıllığı ilə düzün.

1 – Au +

2 – Ag +

3 – Cu +

213. şərti yazılışında deyilənlərdən hansı səhvdir?

2- 7 –10 reaksiyanın pH-nı göstərir;

3- -reaksiyada iştirak edən ionun sayını;

4- Ni-reaksiyada nikel təyin olunmur;

5- NH₃-reaksiya qələvi mühitdə aparılır.

214. İonlarınH₂N-CH₂-CH₂-NH₂ilə kompleksinin davamlılıq sabitinin artması ardıcıllığını göstərin.

215. Əks pərdələmə zamanı istifadə olunanı üsulları ardıcıl olaraq seçin.

216. Pərdələnmiş metal ionundan pərdələyici liqandı ayırmaq üçün birinci iona nisbətən daha davamlı kompleks əmələ gətirən digər metal ionundan istifadə olunur. Deyilənlər əks pərdələmə üsullarından hansında istifadə olunur?

217. Maksimum dalğa uzunluğunda məhsulun molyar işıqudma əmsalı ilə üzvi reagentin maksimum dalğa uzunluğunda molyar işıqudma əmsalının fərqi (__{max. məhsul} – __{max. ÜR} ) nə qədər böyük olarsa, reaksiyanın həssaslığı

D) Artar sonra azalar

218. Zəif turşu anionundan əmələ gələn komplekslərin davamlığı mühitin pH-dan asılı olaraq azalır. Bu hal da əks pərdələmənin hansı üsulundan istifadə etmək olar:

219. Verilənlərdən hansı doğru deyil?

1- Kalorimetrik reaksiyada “ağırlaşdırıcı effekt” müəyyən əhəmiyyət kəsb edir

2- Məhsulunun rənginin intensivliyinə əsasən kalorimetrik reaksiyanın həssaslığı tapılır

3- Molyar işıqudma əmsalı artdıqca həssaslıq artır

4- Rəngsiz üzvi reagentlərdən istifadə olunduqda reaksiyanın həssaslığı məhsulun molyar işıqudma əmsalı ilə düz mütənasibdir

5- İşığın 1% seçici absorbsiyası zamanı obyektin rəngin təyin etmək olar

220. Co 2+ ionunu ammonium-civə-rodanidlə təyin etdikdə göy çöküntü əmələ gəlir. Məhlulu aşağı qatılıq sərhəddinə qədər durulaşdırdıqda…

A) Çöküntü əmələ gəlmir, məhlul rəngsiz qalır

B) çöküntü əmələ gəlir, məhlul göyərir

C) çöküntü əmələ gəlir, məhlul qızarır

D) çöküntü əmələ gəlmir, məhlul saralır

E) çöküntü əmələ gəlmir, məhlul qaralır

##num=12//level=12//sumtest=20//naem=//11.ÜR-LƏRIN XROMATOQRAFIK ANALIZDƏ TƏTBIQI //
221. Verilənlərdən hansı icra texnikasına görə kağız xromatoqrafiyasının növünə aiddir?

222. Verilənləri uyğun olaraq seçin. Hansı fiziki analiz üsuluna aiddir?

I-Frontal üsul

II- aydınlaşdırıcı üsul

III- sıxışdırıb çıxarma üsulu

223. İon mübadiləli xromatoqrafiya haqqında doğru deyil?

A)İondəyişdirici qətranlarda olan funksional qrupun yükündən asılı olaraq, ionitlər kationit, hidrofit, hidrofil və anionit olmaqla, dörd yerə bölünür.

B) Kationitlərdə turşu funksional qruplar: – , , -N(CH₂)₂ olur.

C)Kationitin əsası olan onun skeleti mənfi yüklə yüklənmiş olduğundan həmin üzvi maddəni əmələ gətirən skelet müsbət yükü olan əksyüklü ionla kompensasiya olunur və nəticədə ionit molekulu bütövlükdə elektroneytral olur.

D) İonitin molekulunda əksyüklü ion rolunu oynayan kation funksional qrupdan fərqli olaraq mütəhərrikdir və əlavə edilən məhlulla ekvivalent miqdarda ionla mübadilə olunur.

E) İon mübadiləli xromatoqrafiyada mübadilə zamanı məhlulda olan ionlar ilə ionit arasında dinamik tarazlıq yaranır.

224. Adsorbsiya olunan maddənin miqdarı hansı tənliklə hesablanır və onun riyazi ifadəsini kim vermişdir?

;Lambert
C) a=bc(bc+1); Ostvald

D) a= bc + 1; Bekkerel

225. Deyilənlərdən hansı doğrudur?

1-Anioniti əmələ gətirən üzvi maddə molekulunda dördlü –NR₃, üçlü –NR₂H + , birli aminlər, piridin və digər əsaslar funksional qrup rolunu oynayırlar.

2- Anioniti əmələ gətirən üzvi maddədə mütəhərrik əksyüklü ion kimi anionlar iştirak edir.

3-Amfolit adlanan ionitlərdə eyni vaxtda kationların və anionların mübadiləsi prosesi gedir.

4- Anioniti əmələ gətirən üzvi maddə molekulunda dördlü –NR₃, üçlü –NR₂H + , birli aminlər, piridin və digər əsaslar funksional qrup rolunu oynamır.

226. Hansı fikir doğru deyil:

1-Ağır maddələr ancaq kiçik məsaməli molekulyar ələklərdə sorbsiya olunur

2-Ağır maddələr adi adsorbentlərdə effektli adsorbsiya olunur

3- Slikogel parçalar kiçik və iri formada olur

4- Kiçik məsaməli molekulyar ələklərdə ancaq yüngül maddələr sorbsiya oluna bilər

5- Adsorbent olaraq Al₂O₃, fəal kömür, silikagel və seolit tətbiq olunmur.

227. İon mübadiləli xromatoqrafiya hansı fikir doğru deyil?

A) İon mübadiləli xromatoqrafiyada «kütlələrin təsiri» qanununa əsasən tarazlığa miqdari cəhətdən baxdıqda aydın olur ki, tarazlıq sabiti təzyiq vasitəsilə ifadə olunur. Burada fəallıq əvəzinə təzyiq götürülür ki, bu da bir çox hallarda əlverişlidir.

B) İon mübadiləsinin qatılıq sabitinə əsasən verilmiş qətrana görə, kationların yaxınlıq dərəcəsi sırasını düzəltmək və ion mübadiləsi vasitəsilə ionların ayrılmasının mümkünlüyünü söyləmək olur.

C) Müasir dövrdə ionların xassələri ilə ion mübadiləsi sabiti arasında bir sıra empirik asılılıq olduğu müəyyən edilmişdir. Müəyyən edilmişdir ki, ionun yükü artdıqca onun qətrana yaxınlıq dərə-cəsi də artır. Məsələn, Na + 2+ 3+

D) Kompleksəmələgətirici maddə əlavə etdikdə məhlulda olan ion kompleks birləşmə əmələ gətirdiyindən ion mübadilə sabiti dəyişəcək və nəticədə məhlulda ionun tarazlıq qatılığı azalacaqdır.

E) İon mübadilə xromatoqrafiyası metodlarından ən çox ionları ayırmaq məqsədilə istifadə olunur. Ayırmadan sonra komponentlərin miqdari təyini istənilən əlverişli metodla həyata keçirilə bilər.

228. İon mübadiləli xromatoqrafiya hansı fikir doğrudur?

1-İon mübadiləli xromatoqrafiyada «kütlələrin təsiri» qanununa əsasən tarazlığa miqdari cəhətdən baxdıqda aydın olur ki, tarazlıq sabiti təzyiq vasitəsilə ifadə olunur. Burada fəallıq əvəzinə təzyiq götürülür ki, bu da bir çox hallarda əlverişlidir.

2- İon mübadiləsinin qatılıq sabitinə əsasən verilmiş qətrana görə, kationların yaxınlıq dərəcəsi sırasını düzəltmək və ion mübadiləsi vasitəsilə ionların ayrılmasının mümkünlüyünü söyləmək olur.

3- Müasir dövrdə ionların xassələri ilə ion mübadiləsi sabiti arasında bir sıra empirik asılılıq olmadığı müəyyən edilmişdir.

4- Müəyyən edilmişdir ki, ionun yükü artdıqca onun qətrana yaxınlıq dərə-cəsi də artır. Məsələn, Na + 2+ 3+

5- Kompleksəmələgətirici maddə əlavə etdikdə məhlulda olan ion kompleks birləşmə əmələ gətirmədiyindən ion mübadilə sabiti dəyişməyəcək və nəticədə məhlulda ionun tarazlıq qatılığı azalacaqdır.

6- İon mübadilə xromatoqrafiyası metodlarından ən çox ionları ayırmaq məqsədilə istifadə olunur. Ayırmadan sonra komponentlərin miqdari təyini istənilən əlverişli metodla həyata keçirilə bilər.

229. Zolağın ayrılma dərəcəsinin mümkünlük parametri R_S=1 olduqda analizin nəticəsi neçə hesab olunur?

230. Xromotoqrafik analizdə nəticə nə zaman səmərəsiz hesab olunur?

231. Xromotoqrafik analizdə neçə növ xüsusi kağızdan istifadə olunur?

232. Xromotoqrafik analizdə məhlulda ionun qatılığı və ionit fazasında onunqatılığı nə ilə ifadə olunur.

I-məhlulda ionun qatılığı

Ion Exchange Chromatography: Principle, Procedure and Applications

Ion exchange chromatography is a process that allows the separation of ions and polar molecules based on their affinity for the ion exchanger. It can be used for almost any kind of charged molecule, including large proteins, small nucleotides, and amino acids.

The ions are what move through the ion exchanger and can be detected by conductivity. This can be used to determine the concentration of an individual ion in a sample based on its conductivity. The conductivity can be used to quantify that ion and can be used with affinity chromatography. W. Cohn first developed the ion exchange chromatography procedure. The reversible exchange of ions in solution with ions electrostatically bound to some sort of insoluble support medium. Ion exchange chromatography in protein purification has a very important role.

Basics of Biochemical Techniques
What is Paper Chromatography? Principle and Procedure
Ninhydrin test or Ninhydrin reagent

What is ion exchange chromatography?

Ion exchange chromatography definition (or ion chromatography) is a process that allows the separation of ions and polar molecules based on their affinity for the ion exchanger. It can be used for almost any kind of charged molecule, including large proteins, small nucleotides, and amino acids.

The Ion exchange chromatography is a type of chromatography that uses an ion-exchange resin to remove ions from a solution. The resin consists of charged groups that bind to ions in the solution and remove them from the solution. Ion exchange chromatography is used to purify proteins and other biomolecules.

Table of Contents

Principle of Ion-exchange Chromatography

Ion exchange chromatography principle: the exchange of ions is the basic principle in this type of chromatography. In this process, two types of ion-exchange chromatography are used. They are, i.e., cationic and anionic exchangers can be used.

Cationic exchangers possess negatively charged groups, and these will attract positively charged cations. These exchangers are also called “Acidic ion exchange” materials because their negative charges result from the ionization of acidic groups.

Anionic exchangers have positively charged groups that will attract negatively charged anions. These are also called “ Basic ion exchange ” materials.

Types of Ion Exchange Resins

Two main groups of materials are used to prepare ion exchange resins: Polystyrene and Cellulose.
Resins made from these materials differ in their flow properties, ion accessibility and chemicals, and mechanical stability.
Polystyrene resins are proposed by the polymerization reaction of styrene and divinylbenzene.
A higher concentration of divinylbenzene produces higher cross-linkages.
Polystyrene resins are very useful for separating small molecular weight compounds.
Increasing the cross-linkage increases the rigidity, reduces swelling, reduces porosity & reduces the solubility of the polymeric structure.
Sulfonic acids are strong acids with good proton dissociation ability. The sulfonation process makes acidic functional groups easily attached to nearly every aromatic nucleus.
Resins substituted with sulfonic acid groups are cationic solid exchangers.
Carbohydrate groups can be attached to the aromatic rings instead of a sulfonic acid group to prepare a weekly acidic exchanger.
If primary functional groups are introduced, the resin can exchange anions rather than cations. Strong anion exchangers are prepared with a tertiary amine, yielding an entire quaternary ammonium group. Weak anionic exchangers can be prepared with secondary amines, yielding a weakly primary tertiary amine.

Cellulose resins have much greater permeability to macromolecular polyelectrolytes and possess a much lower charge density as compared to polystyrene exchangers.

Carboxymethyl cellulose (CM-cellulose) – Cationic exchanger
DEAE cellulose – Anionic exchanger

Preparation of the exchange medium

There are three steps are of absolute importance:

1) Swelling of medium: (Pre-cycling)

Swelling makes the functional groups to be exposed for ion exchange.

The swelling of anion exchangers is usually carried out by treating it. first with an acid (0.5N HCl) and then with base (0.5N NaOH).
Exactly the reverse is the case with cationic exchangers. The matrix can be treated with EDTA for impurity eliminations.

2) Removal of very small particles

These fines will decrease the flow rate and the unsatisfactory reaction. To remove fines, the exchanger is repeatedly suspended in a large volume of water and after the larger polymers have settled down, the slow sedimenting materials decanted.

3) Equilibration with counter ions

This is accomplished by washing the exchanger with different reagents depending upon the desired counter ion to be introduced.

NaOH –> counter ion to be introduced is “Na +”
HCl –> counter ion to be introduced is “H +”
NaNO3 –> counter ion to be introduced is “NO₃”

Choice of Buffers

Anionic exchange Chromatography should be carried out with cationic buffers.
Cationic exchange Chromatography should be carried out with anionic buffers.
The pK of the buffer should be as near as possible to the pH at which the system is buffered. This results in high buffer capacity, which can easily withstand the local pH changes in the column.

Ion-Exchange Chromatography Procedure

Ion exchange separations are carried out mainly in columns packed with an ion-exchanger. These ionic exchangers are commercially available, and they are made up of styrene and divinylbenzene.
DEAE-cellulose is an anionic exchanger, and CM-cellulose is a cationic exchanger. The choice of the exchanger depends upon the particle’s charge to be separated. To separate anions, “Anionic exchanger” is used. For different cations, “Cationic exchanger” is used.

how does ion exchange chromatography work?

First, the ion exchange chromatography column is filled with an ion exchanger, then the sample is applied, followed by the buffer. Tris, pyridine, acetate, citrate, and phosphate buffers are widely used.
The particles that have a high affinity for ion exchangers will come down the column along with buffers. In the next step, the corresponding buffer separates the tightly bound particles.
Then these particles are analyzed spectroscopically.

Ion exchange chromatography applications

It is highly used in the analysis of amino acids. The amino acid “Autoanalyzer” is based on in exchange principle.
To determine the base composition of nucleic acids. Chargaff used this technique to establish Adenine and Thymine’s equivalence; Guanine and Cytosine.
This is the most effective method for water purification. Complete deionization of water (or) a non-electrolyte solution is performed by exchanging solute cations for hydrogen ions and solute anions for hydroxyl ions. This is usually achieved by the method used to soften drinking water.
Protein purification by ion-exchange chromatography is another successful technique.
It is also used to separate many vitamins, other biological amines, and organic acids and bases.

One of the main disadvantages of ion-exchange chromatography is its buffer requirement. Because binding to IEX resins is dependent on electrostatic interactions between proteins of interest and the stationary phase, the ion-exchange chromatography column must be loaded in low-salt buffers. The ion-exchange chromatography for protein purification is the most popular method in biochemical techniques.

This restriction may require a buffer exchange step before ion-exchange chromatography for some applications.

Final words

If you’re looking for an easy way to separate components from a mixture, ion exchange chromatography is excellent. One of the most significant advantages of this type of chromatography is that the process is relatively fast. Another advantage is that it doesn’t require a lot of equipment, and the process can be scaled up depending on the size of the sample.