Ionenchromatographie
Zur Trennung und Identifizierung von anorganischen sowie organischen Ionen nutzt man ein instrumentell-analytisches Verfahren, die Ionenchromatographie. Dieses Verfahren wird auch Ionenaustauscherchromatographie genannt. Es ist sehr wichtig für die Untersuchung von Wasserproben, also auch für die Lebensmittel- und Umweltanalytik.
Es wird zur qualitativen und quantitativen Spurenbestimmung von Kationen und
Anionen eingesetzt. Die Auftrennung erfolgt in Hochleistungstrennsäulen an
Ionenaustauschern mit extrem geringer Austauscherkapazität. Die Ionenarten
werden von den Austauschern unterschiedlich festgehalten, wobei nicht nur die
Ionenladung, sondern auch Hydrathüllengröße, van der Waals-Bindefähigkeit an
die Matrix usw. eine Rolle spielen. Elutionsmittel sind entweder Laugen (bei
Anionen) oder Säuren (bei Kationen). Es kommt beim Durchgang durch die Säule
zu einer Auftrennung der Ionenarten. Diese brechen beim Eluieren nach und nach
aufgetrennt nach Ionenart durch.
Die Detektion erfolgt vorrangig durch Leitfähigkeitsmessungen, aber auch durch
UV-Spektroskopie u. v. a. m..
Zur Anionentrennung liegt der Anionenaustauscher in Hydroxid-Form vor. Man trägt
die Lösung auf, die Anionen werden auf der Säule fixiert. Die Eluation erfolgt mit
Natronlauge oder Sodalösung. Je nach Festigkeit der Bindung wandern die Anionen
schneller oder langsamer.
Das Eluat hat wegen der überschüssigen Kationen und OH-Ionen des
Elutionsmittels für die Detektion eine zu starke Grundleitfähigkeit. Deshalb schickt
man das Eluat anschließend durch einen Kationenaustauscher, der in der
Protonenform vorliegt ("Supressorsäule"). Hier werden die Kationen des
Elutionsmittels und der Wasserprobe gegen Protonen ausgetauscht. Sie reagieren
mit den OH-Ionen zu Wasser. Dadurch reduziert sich die Hintergrundleitfähigkeit
drastisch. Die aufgetrennten Anionen der Wasserprobe liegen nun als sehr gut
leitende Säuren vor und können so kontinuierlich durch scharfe Detektions-Peaks
identifiziert werden.
Zur Kationenauftrennung verfährt man entsprechend umgekehrt.
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