یکی از محبوبترین روشهای جداسازی اجزای یک مخلوط روش کروماتوگرافی است. آنالیز کروماتوگرافی با عبور یک فاز متحرک از روی یک فاز ساکن انجام شده و اجزاء نمونه را یکدیگر جدا می کند. در این روش مواد تشکیل دهنده مختلف موجود در یک ترکیب با سرعت های مختلفی در فاز ثابت حرکت می کنند و همین باعث جدا شدن آنها می شوند. در آنالیز کروماتوگرافی جابجایی نمونه بین فازهای متحرک و ثابت است.

 کروماتوگرافی یونی یکی از روشهای متداول کروماتوگرافی مایع می باشد که برای اندازه‌گیری آنیون ها و کاتیون ها مختلف درنمونه‌های گوناگون در صنعت آب، آزمایشگاهها ، محیط زیست و … استفاده می شود. روش Ion کروماتوگراف بسیار سودمند برای آنالیز یونهای معدنی می‌باشد چرا که هم، زمان کمتر و همچنین از حد تشخیص بالاتری در مقایسه با سایر روش ها برخوردار است. با استفاده از دستگاه یون کروماتوگراف یا همان Ion کروماتوگراف می توان یون های نیترات، فسفات و همچنین آنیون هایی مانند برم، کلر، فلوئور، نیتریت و سولفات و کاتیون هایی همچون سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و باریم را براحتی و در زمان کمتری اندازه گیری نمود.

جهت توصیف ویژگی های آبها و نیز ارزیابی نیاز به تصفیه خاص برای آبها، اغلب آنیونهای متداول مثل بروماید، کلراید، فلوراید، نیترات، نیتریت فسفات و سولفات و هم چنین کاتیون هایی چون لیتیم، سدیم، آمونیوم، کلسیم، منیزیوم، باریم تعیین می شوند.

کاربرد کروماتوگرافی یونی

در بررسی کاربرد کروماتوگرافی یونی در اندازه گیری آنیونها و کاتیونها موضوع حائز اهمیت این است که اخیرا نیاز به اندازه گیری غلظت محصولات جانبی گند زدایی از نوع کلریت، کلرات و برومات گسترش یافته است. اگر چه روش های متداولی نظیر رنگ سنجی الکترومتری و تیتراسیون برای اندازه گیری تک تک آنیون ها و کاتیون ها موجود است اما کروماتوگرافی یونی یک روش دستگاهی است که می تواند یون ها را با سرعت و پی در پی اندازه گیری کند.

از این روش بعد از فیلتراسیون جهت حذف ذرات بزرگتر از 0.45 میکرون می توان برای آبهای سطحی، زیر زمینی و فاضلاب علاوه بر اب آشامیدنی استفاده کرد.

برخی آبهای صنعتی مثل آب بویلرها و آب خنک کننده ها را نیز می توان با این روش آنالیز کرد. به علاوه از این روش می توان برای آبهای تصفیه شده، تصفیه نشده و در مراحل مختلف تصفیه استفاده کرد.

تجهیزات: 

• کروماتوگراف یونی : شامل دریچه تزریق ، نمونه ، ستون محافظ ، ستون تجزیه ای ، قطعه فرونشاننده ، یک سل هدایت سنج با حجم کوچک ( 6 میکرولیتر یا کمتر ) و آشکارساز مجهز به سیستم جبران کننده دما و یک ثبت کننده پیک بصورت الکترونیکی با یک نرمافزار ثبت داده های کروماتوگرافی از دستگاه کروماتوگرافی استفاده کنید که بتواند سرعت 2 تا 5 میلی لیتر شوینده /دقیقه در فشار 5600 تا 280000 کیلوپاسکال (800 تا 4000 psi ) را تامین نماید.
• ستون تجزیه ای : هر ستون تعویض آنیونی تجاری موجود که قادر به حذف فلوراید ، بروماید ، کلراید، نیترات ، نیتریت ، فسفات و سولفات بطور قابل استفاده است.
• ستون محافظ: تحت عنوان ستون جداکننده است که از تخریب ستون اصلی توسط ذرات معلق یا مواد آلی جلوگیری می کند .
• قطعه فرونشاننده : این قطعه را که اساس کار آن تعویض یون می باشد، بین ستون و آشکارساز قرار دهید تا رسانایی زمینه فاز شوینده را کاهش دهد و موجب افزایش رسانایی نمونه های مورد نظر گردد. چندین مدل از این قطعه با عملکردهای مختلف بصورت تجاری در دسترس هستند . هریک از آنها که حساسیت و پایداری مورد نیاز را داشته باشند ، قابل استفاده است .
• سیستم ارزیابی داده ها: ترجیحا کامپیوتر با نرم افزار قادر به دستیابی و پردازش داده های کروماتوگرافی می توان از یک انتگراتور نیز استفاده کرد .
• تزریق کننده نمونه : تزریق کننده نمونه اتوماتیک یا تزریق کننده دستی ، وسیله اتوماتیک باید قادر به تزریق حداقل حجم نمونه 10µ باشد

جداسازی آنیون ها با کروماتوگرافی یونی همراه با فرونشاننده شیمیایی هدایت الکتریکی فاز شوینده:

کلیات : نمونه آب به جریانی از فاز شوینده تزریق شده و از میان یک سری تعویض کننده های یونی عبور می کند . آنیونها بر اساس تمایل نسبی آنها به ظرفیت پایین ، تبادل کننده های پایه آنیونی ( ستون محافظ و ستون تجزیه ) ، جداسازی می شوند . آنیونهای جدا شده مستقیما وارد یک وسیله فرونشاننده می شوند که به طور پیوسته باعث فرونشاندن رسانش فاز شوینده شده و موجب بالا رفتن پاسخ آنالیت می گردد . در درون فرونشاننده آنیونهای جداسازی شده به فرم اسیدیشان با هدایت بالا تبدیل می شوند و این در حالیست که رسانایی فاز شوینده بسیار کم شده است . هدایت الکتریکی آنیونهای جداسازی شده به فرم اسیدی ، اندازه گیری شده و مقدار کمی آنها با اندازه گیری سطح زیر پیک یا ارتفاع پیک بدست می آید.

اصول جداسازی و تشخیص در یون کروماتوگرافی:

اصول کلی : جداسازی کاتیون های لیتیم ، سدیم، آمونیوم ، پتاسیم ، منگنز ، کلسیم ، منیزیم ، استرانسیوم و باریوم به روش کروماتوگرافی یونی مایع با استفاده از ستون جداسازی انجام می شود . در روش کروماتوگرافی مایع از یک ستون جداسازی ، یک مبادله کننده کاتیونی با ظرفیت پایین به عنوان فاز ثابت و معمولا محلول آبی مونو و دی بازیک اسیدها به عنوان فاز متحرک استفاده می شود . این کاتیونها بوسیله قابلیت رساناییشان آشکار می شوند . این یک اصل است که حلال های شستشو رسانایی پایین مناسبی داشته باشند . به این منظور ، یک آشکارساز هدایتی (CD ) اغلب با یک وسیله بازدارنده برای مثال : یک مبادله کننده آنیونی ترکیب می شود تا هدایت حلال شستشو و انتقال کاتیون های مجزا را در بنیان های مربوطه کاهش دهد.

در یک آشکارساز هدایتی بدن عامل حذف مزاحمت شیمیایی ، تفاوت بین هدایت یون های هم ارز ، به طور مستقیم بعد از ستون اندازه گیری می شود . این تفاوت باید به ارتفاع مناسب رسیده و دمای سل آشکارساز در0.1±درجه سلسیوس ثابت باشد.

غلظت کاتیون های مربوطه توسط یک روش جامع کالیبراسیون تعیین می شود . در حالت های خاص می تواند کالیبراسیون به روش افزایش استاندارد انجام شود.