A chromatografií je separační technika, při které se látky oddělují podle jejich afinity ke dvěma přítomným fázím v metodě: pevná fáze, nazývaná stacionární, a další mobilní fáze, která proudí do určitého bodu v Systém. Taková široce používaná technika také umožňuje identifikaci a izolaci látek přítomen v směs.
V zásadě existují dva typy této techniky: v tenké vrstvě a ve sloupci. V rámci kolonové chromatografie jsou modernější techniky, jako je vysokoúčinná kapalinová chromatografie (Clae) a plynová chromatografie. Oba byly široce používány v separační metody a identifikace komponent v chemickém průmyslu.
Přečtěte si také: Screening, ventilace a magnetizace — techniky pro separaci heterogenních směsí
Témata tohoto článku
- 1 - Souhrn o chromatografii
- 2 - K čemu se používá chromatografie?
- 3 - Jak probíhá chromatografie?
-
4 - Typy chromatografie
- chromatografie na tenké vrstvě
- sloupcová chromatografie
- 5 - Řešené úlohy z chromatografie
Shrnutí o chromatografii
Chromatografie je fyzikální metoda dělení směsí, při které jsou složky uspořádány v pevné fázi a další mobilní fázi, která je nasměrována do určitého bodu.
Fixní fáze chromatografie se nazývá stacionární fáze.
Chromatografie umožňuje kromě separace složek izolovat a identifikovat složky směsi.
Aby došlo k separaci, musí se mobilní fáze dostat do kontaktu se stacionární fází. Tímto způsobem se složky oddělí podle jejich afinit s každou fází.
V zásadě existují dva typy chromatografie: tenkovrstvá a kolonová.
Sloupcová chromatografie může mít kapalnou nebo plynnou mobilní fázi.
K čemu se používá chromatografie?
Chromatografie je a fyzikální metoda dělení směsí ve kterém jsou složky, které se mají oddělit, distribuovány ve dvou odlišných fázích, z nichž jedna se nazývá stacionární (pevná) a druhá se nazývá mobilní, která se bude pohybovat definovaným směrem. Látky, které byly předtím smíchány, budou distribuovány těmito fázemi, což demonstruje oddělení.
tato technika umožňuje nejen oddělit složky směsi, ale také izolovat a mnohokrát identifikovat složky patřící do směsi. Někdy není možné separaci provedenou chromatografií provést jinou metodou, a proto se ukazuje jako technika širokého použití v několika odvětvích Věda.
Nepřestávej teď... Po publicitě je toho víc ;)
Jak probíhá chromatografie?
Ačkoli existuje mnoho typů chromatografie, každá chromatografická technika je taková na principu selektivní retence. V tomto případě se směs nanese na stacionární fázi a následně se umístí mobilní fáze. Při kontaktu mobilní fáze táhne složky a díky různým afinitám, které mají látky ve směsi ke stacionární fázi, dochází k separaci. To znamená, že složky směsi, které mají větší afinitu k mobilní fázi, budou tímto neseny s větší mobilitou, zatímco ty s nižší afinitou k mobilní fázi budou mít nízkou mobilita.
Na obrázku výše je mobilní fáze složena z kapalného rozpouštědla, které vzlínáním stoupá v roli, která hraje roli stacionární fáze. Vzorek se po interakci s rozpouštědlem oddělí. Čím více komponent prochází, tím větší je jeho interakce s mobilní fází.
Stacionární fáze se může skládat z pevné látky nebo kapaliny fixované v pevné látce nebo gelu, umožňující plnění kolony nebo distribuci ve filmu, skle nebo a.s čepel. Mobilní fáze se skládá z tekutiny, která může být kapalná nebo plynná.
Čtěte také: Magnetická separace, jednoduchá destilace a odpařování — techniky izolace složek
Typy chromatografie
V podstatě, Existují dva typy chromatografie: Chromatografie na tenké vrstvě (TLC) a sloupcová chromatografie. Více podrobností o obou bude uvedeno níže.
chromatografie na tenké vrstvě
Také se nazývá planární chromatografie, V tomto režimu je stacionární fáze adsorbována na rovný povrch.. Mezi jeho výhody patří nízká cena, rychlost oddělování a také snadné opakování, provádění a porozumění.
Obecně se stacionární fáze skládá z polárního adsorbentu (jako je oxid křemičitý, oxid hlinitý, celulóza a polyamid), který přilne k povrchu desky (nejčastěji skla). Existuje však již komercializace hotových desek, ve kterých je adsorpční materiál připojen k jiným materiálům, jako je např. hliníkcož vede k rovnoměrnějšímu materiálu s různými tloušťkami, což zajišťuje uspokojivější oddělení.
Protože stacionární fáze je polární povahy, je zajímavé, že mobilní fáze má antagonistický charakter, tedy nepolární nebo velmi málo polární. Výběr mobilní fáze však není příliš jednoduchý a vyžaduje předchozí analýzy, aby byla zajištěna dobrá separace složek.
Níže uvádíme výsledek chromatografie na tenké vrstvě. Všimněte si samostatných součástí na celé desce. Ten, který urazil kratší dráhu, má větší afinitu ke stacionární fázi.
sloupcová chromatografie
V tom případě, stacionární fáze je umístěna ve válcové trubici. Průměr trubky bude záviset na technické náročnosti, která má být při separaci přijata. Mobilní fáze, nazývaná také eluent, prochází stacionární fází a může být v kapalném nebo plynném stavu. Při výstupu z kolony se eluent nazývá eluát.
Při této technice se vzorek aplikuje na horní část kolony. Mobilní fázi lze umístit dvěma způsoby: vytvořením pasty se stacionární fází, která je známá jako mokré plnění kolony nebo přímá aplikace na vzorek, která je známá jako mokré plnění kolony. suchou cestou. První složka, která dosáhne dna kolony (která se eluuje jako první), je složka s nejvyšší afinitou k mobilní fázi.
V kolonové chromatografii s kapalným eluentem existuje tzv. vysokoúčinná kapalinová chromatografie (Clae nebo HPLC, který pochází z angl vysokoúčinná kapalinová chromatografie). U Clae se kromě vysokých používají i kovové sloupy tlaky o mobilní fázi a teploty mírně nad okolní teplotu. V poslední době byl Claeův přístroj spojen s hmotnostními spektrometry. Tyto spektrometry mají funkci zvýšení spolehlivosti chromatografické separace, protože umožňují kromě jejich kvantifikace i potvrzení identity separovaných látek.
Identifikace látek pomocí chromatografie byla obtížnější bez použití hmotnostního spektrometru, jak se to dělalo s ohledem v podstatě na retenční čas, něco, co není specifické pro sloučeninu (jiné sloučeniny mohou mít stejný čas retence).
Viz níže uvedený přístroj Clae. Lahve výše se skládají z mobilní fáze. Na úrovních níže jsou vysokotlaké čerpadlo a kolona se stacionární fází. Na konci je detektor.
V plynové chromatografii (GC) a plyn inertní tah, jako vzácný plyn nebo dusík jako mobilní fáze. Stacionární fáze může být pevná látka nebo netěkavá kapalina. Složky, které se mají oddělit, sestávají z těkavých plynů nebo kapalin.
Kolona je kapilára o průměru menším než 1 milimetr, ale o dlouhé délce v rozmezí 25 až 30 metrů. A Tato technika umožňuje separaci desítek látek ze stejného vzorku. Stejně jako Clae je také běžné, že hmotnostní spektrometr je spojen s GC zařízením.
Níže je trojrozměrné znázornění přístroje pro plynovou chromatografii. Nosný plyn je ve válci, zatímco vzorek je vstřikován stříkačkou. Svinutá zelená trubice se skládá z kolony, která je připojena k detektoru.
Řešené úlohy z chromatografie
Otázka 1
(Uerj 2018) Chromatografie je technika pro separaci organických látek prostřednictvím polarity jejich molekul. Předpokládejme, že přírodní barvivo bylo analyzováno touto technikou a že jeho složení obsahuje následující látky:
Po chromatografické separaci byly molekuly barviva rozděleny do dvou stupňů: v prvním byly identifikovány molekuly s polárními skupinami; ve druhé nepolární molekula.
Látka přítomná ve druhé fázi je označena:
(TAM
(B) II
(C) III
(D) IV
Odpověď: Písmeno A.
Nepolární molekula je ta s nejmenším počtem atomy nebo skupiny s velmi elektronegativními atomy. V tomto případě molekula, která nejlépe splňuje toto kritérium, je molekula I.
otázka 2
(Enem 2017) Papírová chromatografie je separační metoda založená na diferenciální migraci složek směsi mezi dvěma nemísitelnými fázemi. Složky vzorku jsou separovány mezi stacionární fází a mobilní fází pohybující se po papíru. Stacionární fáze se skládá z prakticky čisté celulózy, která dokáže absorbovat až 22 % vody. Je to absorbovaná voda, která funguje jako kapalná stacionární fáze a která interaguje s mobilní fází, rovněž kapalnou (rozdělení mezi kapalinou a kapalinou). Komponenty schopné tvořit silnější intermolekulární interakce se stacionární fází migrují pomaleji.
Směs hexanu s 5 % (V/V) acetonu byla použita jako mobilní fáze při separaci složek rostlinného extraktu získaného z paprik. Předpokládejme, že tento extrakt obsahuje zastoupené látky.
RIBEIRO, N. M.; Jeptišky, C. R. Analýza pepřových pigmentů papírovou chromatografií. Nová chemie ve škole, n. 29. srpna 2008 (upraveno).
Látka ve směsi, která migruje nejpomaleji, je (a)
A) lykopen.
B) a-karoten.
C) y-karoten.
D) kapsorubin.
E) a-kryptoxanthin.
Odpověď: Písmeno D.
Molekula, která má větší interakci s celulózou (stacionární fáze a polární charakter, protože má 22 % vody), bude migrovat pomaleji. Mezi molekulami má tedy největší polární charakter kapsorubin, protože má větší počet atomů nebo skupin atomů s vysokým elektronegativita.
Autor: Stefano Araujo Novais
Učitel chemie
Podívejte se, jak funguje frakční destilace a jaké zařízení se používá.
Podívejte se, jak se takzvané éterické oleje získávají metodou oddělování směsí zvanou parní destilace!
Klikněte a zkontrolujte charakteristiky frakční fúze a frakčního tuhnutí.
Separace homogenních směsí, frakční destilace, jednoduchá destilace, chladič, destilační baňka, petrochemický průmysl, ropné deriváty, alembic.
Klikněte sem a zjistěte, ve kterých typech směsí používáme magnetickou separaci, jednoduchou destilaci a odpařování a jaké zařízení se v jednotlivých procesech používá.
