EN kromatografi er en separationsteknik, hvor stoffer adskilles efter deres affinitet for to tilstedeværende faser i metoden: en fast fase, kaldet stationær, og en anden mobil fase, som flyder til et bestemt punkt i system. En sådan udbredt teknik tillader også identifikation og isolering af stoffer tilstede kl blanding.
Der er grundlæggende to typer af denne teknik: i et tyndt lag og i en søjle. Inden for søjlekromatografi er mere moderne teknikker, såsom højtydende væskekromatografi (Clae) og gaskromatografi. Begge har været meget brugt i adskillelsesmetoder og komponentidentifikation i den kemiske industri.
Læs også: Screening, ventilation og magnetisering — teknikker til adskillelse af heterogene blandinger
Sammenfatning om kromatografi
Kromatografi er en fysisk metode til at adskille blandinger, hvor komponenterne er arrangeret i en fast fase og en anden mobil fase, som er rettet mod et bestemt punkt.
Den faste fase af kromatografi kaldes den stationære fase.
Kromatografi tillader, udover adskillelsen af komponenter, at isolere og identificere komponenter i blandingen.
For at adskillelse kan forekomme, skal den mobile fase komme i kontakt med den stationære fase. På denne måde adskilles komponenterne efter deres affinitet med hver fase.
Grundlæggende er der to typer kromatografi: tyndt lag og søjle.
Søjlekromatografi kan have en flydende eller gasformig mobilfase.
Hvad bruges kromatografi til?
Kromatografi er en fysisk metode til at adskille blandinger hvor komponenterne, der skal adskilles, er fordelt i to adskilte faser, hvoraf den ene kaldes stationær (fast) og den anden kaldes mobil, som vil bevæge sig i en defineret retning. De tidligere blandede stoffer vil blive fordelt gennem disse faser, hvilket viser adskillelsen.
denne teknik ikke kun tillader at adskille komponenterne i blandingen, men også at isolere og, mange gange, identificere komponenter, der tilhører blandingen. Nogle gange er adskillelsen foretaget ved kromatografi ikke mulig at udføre med en anden metode, og derfor er den vist som en teknik med bred anvendelse i flere grene af videnskab.
Hvordan foregår kromatografi?
Selvom der er mange typer kromatografi, er enhver kromatografisk teknik det baseret på princippet om selektiv tilbageholdelse. I dette tilfælde påføres blandingen til den stationære fase, og efterfølgende placeres den mobile fase. Ved kontakt trækker den mobile fase komponenterne, og på grund af de forskellige affiniteter, som stofferne i blandingen har med den stationære fase, opnås en adskillelse. Det vil sige, at de komponenter i blandingen, der har større affinitet med den mobile fase, vil blive båret af denne med større mobilitet, mens dem med lavere affinitet til mobilfasen vil have lav mobilitet.
På billedet ovenfor er den mobile fase sammensat af et flydende opløsningsmiddel, som stiger ved kapillaritet i en rolle, som spiller rollen som stationær fase. Prøven adskilles efter interaktion med opløsningsmidlet. Jo mere komponenten bevæger sig, jo større interaktion med den mobile fase.
Den stationære fase kan bestå af et fast stof eller en væske fikseret i et fast stof eller en gel, tillader kolonnepakning eller ved distribution i en film, et glas eller en klinge. Den mobile fase består af en væske, som kan være flydende eller gasformig.
Læs også: Magnetisk adskillelse, simpel destillation og fordampning — teknikker til isolering af komponenter
Typer af kromatografi
I bund og grund, Der er to typer kromatografi: Tyndtlagskromatografi (TLC) og søjlekromatografi. Flere detaljer om begge vil blive vist nedenfor.
tyndtlagskromatografi
Kaldes også plankromatografi, I denne tilstand adsorberes den stationære fase på en flad overflade.. Blandt dets fordele er lave omkostninger, hastighed i adskillelse samt let gentagelse, udførelse og forståelse.
Generelt består den stationære fase af en polær adsorbent (såsom silica, aluminiumoxid, cellulose og polyamid), som klæber til overfladen af en plade (oftest glas). Der er dog allerede kommercialisering af færdige plader, hvor det adsorberende materiale fæstnes til andre materialer, som f.eks. aluminium, hvilket resulterer i et mere ensartet materiale med forskellige tykkelser, hvilket sikrer en mere tilfredsstillende adskillelse.
Da den stationære fase er polær af natur, er det interessant, at den mobile fase har en antagonistisk karakter, det vil sige upolær eller meget lidt polær. Valget af den mobile fase er dog ikke særlig simpelt, hvilket kræver tidligere analyser for at have en god adskillelse af komponenterne.
Nedenfor har vi resultatet af en tyndtlagskromatografi. Læg mærke til de separate komponenter over hele linjen. Den, der rejste en kortere vej, har en større affinitet med den stationære fase.
søjlekromatografi
I det tilfælde, den stationære fase placeres i et cylindrisk rør. Rørdiameteren vil afhænge af den tekniske stringens, der skal anvendes i adskillelsen. Den mobile fase, også kaldet eluent, passerer gennem den stationære fase og kan være i flydende eller gasformig tilstand. Når man forlader kolonnen, kaldes eluenten eluat.
I denne teknik påføres prøven på toppen af søjlen. Den mobile fase kan placeres på to måder: at danne en pasta med den stationære fase, som er kendt som våd kolonnefyldning eller direkte påføring på prøven, som er kendt som våd kolonnefyldning. tør måde. Den første komponent, der når bunden af søjlen (som eluerer først) er den med den højeste affinitet til den mobile fase.
Inden for søjlekromatografi med flydende elueringsmiddel, der er den såkaldte højtydende væskekromatografi (Clae eller HPLC, som kommer fra engelsk højtydende væskekromatografi). Hos Clae bruges metalliske søjler, foruden høj tryk om mobilfasen og temperaturer lidt over den omgivende temperatur. På det seneste er Claes apparat blevet koblet sammen med massespektrometre. Sådanne spektrometre har den funktion at øge pålideligheden af den kromatografiske adskillelse, da de ud over at kvantificere dem tillader bekræftelse af identiteten af de adskilte stoffer.
Identifikation af stoffer ved kromatografi var vanskeligere uden brug af et massespektrometer, som det blev gjort i betragtning af dybest set retentionstiden, noget der ikke er specifikt for en forbindelse (andre forbindelser kan have samme tid tilbageholdelse).
Se et Clae-apparat nedenfor. Flaskerne ovenfor består af den mobile fase. På niveauerne nedenfor er højtrykspumpen og den stationære fasesøjle. For enden er der en detektor.
Ved gaskromatografi (GC), en gas inert træk, som en ædelgas eller nitrogen, som mobil fase. Den stationære fase kan være en fast eller en ikke-flygtig væske. Komponenterne, der skal adskilles, består af flygtige gasser eller væsker.
Søjlen er en kapillar, med en diameter på mindre end 1 millimeter, men med en lang længde, i intervallet 25 til 30 meter. EN teknik tillader adskillelse af snesevis af stoffer fra den samme prøve. Ligesom Clae er det også almindeligt, at et massespektrometer kobles til en GC-enhed.
Nedenfor er en tredimensionel repræsentation af et gaskromatografiapparat. Bæregassen er i cylinderen, mens prøven injiceres gennem sprøjten. Det oprullede grønne rør består af søjlen, som er forbundet med en detektor.
Løste øvelser om kromatografi
Spørgsmål 1
(Uerj 2018) Kromatografi er en teknik til at adskille organiske stoffer gennem deres molekylers polaritet. Antag, at et naturligt farvestof blev analyseret ved denne teknik, og at dets sammensætning har følgende stoffer:
Efter kromatografisk adskillelse blev farvestofmolekylerne opdelt i to trin: i det første blev molekyler med polære grupper identificeret; i det andet, det upolære molekyle.
Stoffet til stede i anden fase er angivet ved:
(DER
(B)II
(C)III
(D) IV
Svar: Bogstav A.
Et upolært molekyle er det med det mindste antal af atomer eller grupper med meget elektronegative atomer. I dette tilfælde er det molekyle, der bedst opfylder dette kriterium, molekyle I.
spørgsmål 2
(Enem 2017) Papirkromatografi er en separationsmetode baseret på differentiel migration af komponenterne i en blanding mellem to ublandbare faser. Prøvekomponenterne er adskilt mellem den stationære fase og den mobile fase, der bevæger sig på papiret. Den stationære fase består af stort set ren cellulose, som kan optage op til 22 % vand. Det er det absorberede vand, der fungerer som en flydende stationær fase, og som interagerer med den mobile fase, også flydende (væske-væske skillevæg). Komponenter, der er i stand til at danne stærkere intermolekylære interaktioner med den stationære fase, migrerer langsommere.
En blanding af hexan med 5 % (V/V) acetone blev anvendt som en mobil fase i adskillelsen af komponenterne i et planteekstrakt opnået fra peberfrugt. Antag, at dette ekstrakt indeholder de repræsenterede stoffer.
RIBEIRO, N. M.; NUNES, C. R. Analyse af peberpigmenter ved papirkromatografi. Ny Kemi i Skolen, n. 29, aug. 2008 (tilpasset).
Det stof i blandingen, der migrerer langsomst, er (a)
A) lycopen.
B) a-caroten.
C) y-caroten.
D) capsorubin.
E) a-cryptoxanthin.
Svar: Bogstav D.
Det molekyle, der har større interaktion med cellulose (stationær fase og polær karakter, da det har 22 % vand) vil migrere langsommere. Blandt molekylerne er den med den største polære karakter således capsorubin, da den har et større antal atomer eller grupper af atomer med høj elektronegativitet.
Af Stefano Araujo Novais
Kemi lærer
