А хроматография е техника за разделяне, при която веществата се разделят според техния афинитет към две налични фази в метода: фиксирана фаза, наречена стационарна, и друга подвижна фаза, която тече към определена точка в система. Такава широко използвана техника също позволява идентифицирането и изолирането на вещества присъства на смес.
Основно има два вида тази техника: в тънък слой и в колона. В рамките на колонната хроматография има по-модерни техники, като високоефективна течна хроматография (Clae) и газова хроматография. И двете са били широко използвани в методи за разделяне и идентифициране на компоненти в химическата промишленост.
Прочетете също: Пресяване, вентилация и намагнитване — техники за разделяне на хетерогенни смеси
Резюме на хроматографията
Хроматографията е физичен метод за разделяне на смеси, при който компонентите са подредени във фиксирана фаза и друга подвижна фаза, която е насочена към определена точка.
Фиксираната фаза на хроматографията се нарича стационарна фаза.
Хроматографията позволява, в допълнение към разделянето на компонентите, да изолира и идентифицира компонентите на сместа.
За да настъпи разделяне, подвижната фаза трябва да влезе в контакт с неподвижната фаза. По този начин компонентите се разделят според техните афинитети към всяка фаза.
По принцип има два вида хроматография: тънкослойна и колонна.
Колонната хроматография може да има течна или газообразна подвижна фаза.
За какво се използва хроматографията?
Хроматографията е a физичен метод за разделяне на смеси в който компонентите, които трябва да бъдат разделени, са разпределени в две отделни фази, едната от които се нарича стационарна (фиксирана), а другата се нарича подвижна, която ще се движи в определена посока. Веществата, предварително смесени, ще бъдат разпределени през тези фази, демонстрирайки разделянето.
тази техника позволява не само разделяне на компонентите на сместа, но и изолиране и много пъти идентифицира компонентите, принадлежащи към сместа. Понякога разделянето, направено чрез хроматография, не е възможно да се извърши с друг метод и следователно се показва като техника с широко приложение в няколко клона на наука.
Как протича хроматографията?
Въпреки че има много видове хроматография, всяка хроматографска техника е такава основан на принципа на селективното задържане. В този случай сместа се нанася върху неподвижната фаза и след това се поставя подвижната фаза. При контакт подвижната фаза увлича компонентите и поради различните афинитети, които веществата в сместа имат към неподвижната фаза, се получава разделяне. Тоест, компонентите на сместа, които имат по-голям афинитет към подвижната фаза, ще бъдат пренесени от това с по-голяма мобилност, докато тези с по-нисък афинитет към подвижната фаза ще имат нисък мобилност.
В изображението по-горе подвижната фаза е съставена от течен разтворител, който се издига чрез капилярност в роля, която играе ролята на стационарна фаза. Пробата след взаимодействие с разтворителя се отделя. Колкото повече преминава компонентът, толкова по-голямо е взаимодействието му с подвижната фаза.
Стационарната фаза може да се състои от твърдо вещество или течност, фиксирани в твърдо вещество или гел, позволяващи колонно опаковане или чрез разпространение във филм, стъкло или a острие. Подвижната фаза се състои от течност, която може да бъде течна или газообразна.
Прочетете също: Магнитно разделяне, проста дестилация и изпаряване — техники за изолиране на компоненти
Видове хроматография
по принцип, Има два вида хроматография: Тънкослойна хроматография (TLC) и колонна хроматография. Повече подробности за двете ще бъдат изброени по-долу.
тънкослойна хроматография
Наричана още планарна хроматография, В този режим неподвижната фаза се адсорбира върху равна повърхност.. Сред предимствата му са ниската цена, бързината на разделяне, както и лекотата на повторение, изпълнение и разбиране.
Като цяло стационарната фаза се състои от полярен адсорбент (като силициев диоксид, алуминиев оксид, целулоза и полиамид), който се придържа към повърхността на плоча (най-често стъкло). Въпреки това вече има комерсиализация на готови плочи, при които адсорбиращият материал е прикрепен към други материали, като напр. алуминий, което води до по-равномерен материал с различни дебелини, осигурявайки по-задоволително разделяне.
Тъй като стационарната фаза е полярна по природа, интересно е, че мобилната фаза има антагонистичен характер, тоест неполярен или много слабо полярен. Изборът на подвижната фаза обаче не е много прост, изисквайки предишни анализи, за да има добро разделяне на компонентите.
По-долу имаме резултат от тънкослойна хроматография. Обърнете внимание на отделните компоненти в дъската. Този, който е изминал по-къс път, има по-голям афинитет към стационарната фаза.
колонна хроматография
В този случай, неподвижната фаза се поставя в цилиндрична тръба. Диаметърът на тръбата ще зависи от техническата строгост, която трябва да бъде приета при разделянето. Подвижната фаза, наричана още елуент, преминава през неподвижната фаза и може да бъде в течно или газообразно състояние. Когато напуска колоната, елуентът се нарича елуат.
При тази техника пробата се нанася върху горната част на колоната. Подвижната фаза може да бъде поставена по два начина: образуване на паста с неподвижната фаза, която е известна като пълнене на мокра колона или директно нанасяне върху пробата, което е известно като пълнене на мокра колона. сух начин. Първият компонент, който достига дъното на колоната (който се елуира пръв), е този с най-висок афинитет към подвижната фаза.
В рамките на колонна хроматография с течен елуент, има така наречената високоефективна течна хроматография (Clae или HPLC, което идва от англ високоефективна Течна хроматография). В Clae се използват метални колони, в допълнение към високите натиск относно подвижната фаза и температури малко над температурата на околната среда. Напоследък апаратът на Clae беше съчетан с масспектрометри. Такива спектрометри имат функцията да повишават надеждността на хроматографското разделяне, тъй като позволяват потвърждаване на идентичността на отделените вещества, в допълнение към тяхното количествено определяне.
Идентифицирането на вещества чрез хроматография беше по-трудно без използването на масспектрометър, както се правеше като се има предвид основно времето на задържане, нещо, което не е специфично за дадено съединение (други съединения може да имат същото време задържане).
Вижте апарат Clae по-долу. Бутилките по-горе се състоят от подвижната фаза. На нивата по-долу са помпата за високо налягане и колоната на стационарната фаза. В края има детектор.
В газовата хроматография (GC), a газ инертно съпротивление, като благороден газ или азот, като подвижна фаза. Стационарната фаза може да бъде твърдо вещество или нелетлива течност. Компонентите, които трябва да се разделят, се състоят от летливи газове или течности.
Колоната е капилярна, с диаметър по-малък от 1 милиметър, но с голяма дължина от порядъка на 25 до 30 метра. А техника позволява разделянето на десетки вещества от една и съща проба. Подобно на Clae, също е обичайно масспектрометърът да бъде свързан към GC устройство.
По-долу е триизмерно изображение на апарат за газова хроматография. Газът носител е в цилиндъра, докато пробата се инжектира през спринцовката. Навитата зелена тръба се състои от колона, която е свързана с детектор.
Решени упражнения по хроматография
Въпрос 1
(Uerj 2018) Хроматографията е техника за разделяне на органични вещества чрез полярността на техните молекули. Да приемем, че естествено багрило е анализирано с тази техника и че съставът му има следните вещества:
След хроматографско разделяне, молекулите на багрилото бяха разделени на два етапа: в първия бяха идентифицирани молекули с полярни групи; във втората, неполярната молекула.
Веществото, присъстващо във втората фаза, се обозначава с:
(ТАМ
(B)II
(C)III
(D) IV
Отговор: Буква А.
Неполярната молекула е тази с най-малък брой атоми или групи с много електроотрицателни атоми. В този случай молекулата, която най-добре отговаря на този критерий, е молекула I.
въпрос 2
(Enem 2017) Хартиената хроматография е метод за разделяне, базиран на диференциалната миграция на компонентите на смес между две несмесващи се фази. Компонентите на пробата се разделят между неподвижната фаза и подвижната фаза, движеща се върху хартията. Стационарната фаза се състои от практически чиста целулоза, която може да абсорбира до 22% вода. Това е абсорбираната вода, която работи като течна стационарна фаза и взаимодейства с подвижната фаза, също течна (разделение течност-течност). Компонентите, способни да образуват по-силни междумолекулни взаимодействия със стационарната фаза, мигрират по-бавно.
Смес от хексан с 5% (V/V) ацетон се използва като подвижна фаза при разделянето на компонентите на растителен екстракт, получен от чушки. Да приемем, че този екстракт съдържа представените вещества.
РИБЕЙРО, Н. М.; NUNES, C. Р. Анализ на пигменти от пипер чрез хартиена хроматография. Нова химия в училище, n. 29 август 2008 (адаптиран).
Веществото в сместа, което мигрира най-бавно, е (а)
А) ликопен.
Б) α-каротин.
В) γ-каротин.
Г) капсорубин.
Д) α-криптоксантин.
Отговор: Буква Г.
Молекулата, която има по-голямо взаимодействие с целулозата (стационарна фаза и полярен характер, тъй като има 22% вода), ще мигрира по-бавно. По този начин, сред молекулите, тази с най-голям полярен характер е капсорубинът, тъй като има по-голям брой атоми или групи от атоми с висока електроотрицателност.
От Стефано Араухо Новаис
Учител по химия
