A Chromatographie ist eine Trenntechnik, bei der Stoffe nach ihrer Affinität zu zwei vorhandenen Phasen getrennt werden Bei der Methode handelt es sich um eine feste Phase, die als stationär bezeichnet wird, und eine weitere mobile Phase, die zu einem bestimmten Punkt in der fließt System. Eine derart weit verbreitete Technik ermöglicht auch die Identifizierung und Isolierung von Substanzen derzeit Mischung.
Grundsätzlich gibt es zwei Arten dieser Technik: in einer dünnen Schicht und in einer Säule. Innerhalb der Säulenchromatographie gibt es modernere Techniken wie die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (Clae) und die Gaschromatographie. Beide wurden häufig verwendet Trennmethoden und Bauteilidentifizierung in der chemischen Industrie.
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Themen dieses Artikels
- 1 - Zusammenfassung zur Chromatographie
- 2 - Wozu dient die Chromatographie?
- 3 - Wie erfolgt die Chromatographie?
-
4 - Arten der Chromatographie
- Dünnschichtchromatographie
- Säulenchromatographie
- 5 - Gelöste Aufgaben zur Chromatographie
Zusammenfassung zur Chromatographie
Chromatographie ist eine physikalische Methode zur Trennung von Gemischen, bei der die Komponenten in einer festen Phase und einer weiteren mobilen Phase angeordnet sind, die auf einen bestimmten Punkt gerichtet ist.
Die feste Phase der Chromatographie wird als stationäre Phase bezeichnet.
Die Chromatographie ermöglicht neben der Trennung von Komponenten auch die Isolierung und Identifizierung von Komponenten der Mischung.
Damit eine Trennung stattfinden kann, muss die mobile Phase mit der stationären Phase in Kontakt kommen. Auf diese Weise werden die Komponenten entsprechend ihrer Affinität zu jeder Phase getrennt.
Grundsätzlich gibt es zwei Arten der Chromatographie: Dünnschicht- und Säulenchromatographie.
Die Säulenchromatographie kann eine flüssige oder gasförmige mobile Phase haben.
Wozu dient die Chromatographie?
Chromatographie ist eine physikalische Methode zur Trennung von Stoffgemischen Dabei werden die zu trennenden Komponenten in zwei unterschiedliche Phasen verteilt, von denen eine als stationär (fest) und die andere als mobil bezeichnet wird und sich in eine definierte Richtung bewegt. Die zuvor gemischten Substanzen werden durch diese Phasen verteilt und demonstrieren so die Trennung.
diese Technik ermöglicht nicht nur die Trennung der Komponenten der Mischung, sondern auch deren Isolierung und häufig die zur Mischung gehörenden Komponenten identifizieren. Manchmal kann die durch Chromatographie durchgeführte Trennung nicht mit einer anderen Methode durchgeführt werden und wird daher als eine Technik angesehen, die in mehreren Zweigen der Chromatographie weit verbreitet ist Wissenschaft.
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Wie läuft die Chromatographie ab?
Obwohl es viele Arten der Chromatographie gibt, gilt dies für jede chromatographische Technik basiert auf dem Prinzip der selektiven Aufbewahrung. In diesem Fall wird die Mischung auf die stationäre Phase aufgetragen und anschließend die mobile Phase platziert. Bei Kontakt reißt die mobile Phase die Komponenten mit und aufgrund der unterschiedlichen Affinitäten der Substanzen in der Mischung zur stationären Phase kommt es zu einer Trennung. Das heißt, die Komponenten der Mischung, die eine größere Affinität zur mobilen Phase haben, werden von dieser transportiert mit größerer Mobilität, während diejenigen mit geringerer Affinität zur mobilen Phase eine geringe Affinität aufweisen Mobilität.
Im Bild oben besteht die mobile Phase aus einem flüssigen Lösungsmittel, das durch Kapillarität in einer Rolle aufsteigt, die die Rolle der stationären Phase übernimmt. Die Probe trennt sich nach der Wechselwirkung mit dem Lösungsmittel. Je mehr die Komponente wandert, desto größer ist ihre Wechselwirkung mit der mobilen Phase.
Die stationäre Phase kann aus einem Feststoff oder einer Flüssigkeit bestehen, die in einem Feststoff oder einem Gel fixiert ist. Ermöglichen der Säulenpackung oder durch Verteilung in einem Film, einem Glas oder einem Klinge. Die mobile Phase besteht aus einer Flüssigkeit, die flüssig oder gasförmig sein kann.
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Arten der Chromatographie
Grundsätzlich, Es gibt zwei Arten der Chromatographie: Dünnschichtchromatographie (TLC) und Säulenchromatographie. Weitere Einzelheiten zu beiden werden unten aufgeführt.
Dünnschichtchromatographie
Auch Planarchromatographie genannt, In diesem Modus wird die stationäre Phase auf einer flachen Oberfläche adsorbiert.. Zu seinen Vorteilen zählen niedrige Kosten, schnelle Trennung sowie einfache Wiederholung, Ausführung und Verständnis.
Im Allgemeinen besteht die stationäre Phase aus einem polaren Adsorptionsmittel (z. B. Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Cellulose und Polyamid), das an der Oberfläche einer Platte (meistens Glas) haftet. Es gibt jedoch bereits eine Kommerzialisierung von Fertigplatten, bei denen das Adsorptionsmaterial an andere Materialien gebunden ist, wie z Aluminium, was zu einem gleichmäßigeren Material mit unterschiedlichen Dicken führt und eine zufriedenstellendere Trennung gewährleistet.
Da die stationäre Phase polarer Natur ist, ist es interessant, dass die mobile Phase einen antagonistischen Charakter hat, also unpolar oder sehr wenig polar. Allerdings ist die Auswahl der mobilen Phase nicht ganz einfach, da vorherige Analysen eine gute Trennung der Komponenten erfordern.
Unten sehen Sie das Ergebnis einer Dünnschichtchromatographie. Beachten Sie die einzelnen Komponenten auf der ganzen Linie. Derjenige, der einen kürzeren Weg zurückgelegt hat, hat eine größere Affinität zur stationären Phase.
Säulenchromatographie
In diesem Fall, Die stationäre Phase wird in ein zylindrisches Rohr gegeben. Der Rohrdurchmesser hängt von der technischen Strenge ab, die bei der Trennung angewendet werden soll. Die mobile Phase, auch Eluent genannt, durchläuft die stationäre Phase und kann im flüssigen oder gasförmigen Zustand vorliegen. Beim Verlassen der Säule wird der Eluent als Eluat bezeichnet.
Bei dieser Technik wird die Probe oben auf die Säule aufgetragen. Die mobile Phase kann auf zwei Arten eingebracht werden: Sie bildet mit der stationären Phase eine Paste, die sogenannte nasse Säulenfüllung oder direkte Anwendung auf die Probe, die als nasse Säulenfüllung bezeichnet wird. trockener Weg. Die erste Komponente, die den Boden der Säule erreicht (die zuerst eluiert), ist diejenige mit der höchsten Affinität zur mobilen Phase.
Innerhalb der Säulenchromatographie mit flüssigem Eluenten, Es gibt die sogenannte Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (Clae oder HPLC, was aus dem Englischen kommt Hochleistungsflüssigkeitschromatographie). Bei Clae werden neben hohen auch metallische Säulen verwendet Drücke über die mobile Phase und Temperaturen etwas über der Umgebungstemperatur liegen. In letzter Zeit wurde Claes Apparatur mit Massenspektrometern gekoppelt. Solche Spektrometer haben die Aufgabe, die Zuverlässigkeit der chromatographischen Trennung zu erhöhen, da sie neben der Quantifizierung auch die Bestätigung der Identität der getrennten Substanzen ermöglichen.
Ohne den Einsatz eines Massenspektrometers war die Identifizierung von Substanzen durch Chromatographie schwieriger Berücksichtigt man grundsätzlich die Retentionszeit, etwas, das nicht spezifisch für eine Verbindung ist (andere Verbindungen können die gleiche Zeit haben). Zurückbehaltung).
Unten sehen Sie einen Clae-Apparat. Die Flaschen oben bestehen aus der mobilen Phase. Auf den Ebenen darunter befinden sich die Hochdruckpumpe und die Säule für die stationäre Phase. Am Ende befindet sich ein Detektor.
In der Gaschromatographie (GC) a Gas träger Widerstand, Als ein Edelgas oder Stickstoff als mobile Phase. Die stationäre Phase kann ein Feststoff oder eine nichtflüchtige Flüssigkeit sein. Die zu trennenden Bestandteile bestehen aus flüchtigen Gasen oder Flüssigkeiten.
Die Säule ist eine Kapillare mit einem Durchmesser von weniger als 1 Millimeter, aber einer großen Länge im Bereich von 25 bis 30 Metern. A Die Technik ermöglicht die Trennung Dutzender Substanzen aus derselben Probe. Wie bei Clae ist es auch üblich, dass ein Massenspektrometer an ein GC-Gerät gekoppelt wird.
Unten sehen Sie eine dreidimensionale Darstellung eines Gaschromatographiegeräts. Das Trägergas befindet sich im Zylinder, während die Probe durch die Spritze injiziert wird. Die gewendelte grüne Röhre besteht aus der Säule, die mit einem Detektor verbunden ist.
Aufgaben zur Chromatographie gelöst
Frage 1
(Uerj 2018) Chromatographie ist eine Technik zur Trennung organischer Substanzen anhand der Polarität ihrer Moleküle. Gehen Sie davon aus, dass ein natürlicher Farbstoff mit dieser Technik analysiert wurde und dass seine Zusammensetzung die folgenden Substanzen enthält:
Nach der chromatographischen Trennung wurden die Farbstoffmoleküle in zwei Stufen aufgeteilt: Im ersten Schritt wurden Moleküle mit polaren Gruppen identifiziert; im zweiten das unpolare Molekül.
Der in der zweiten Phase vorhandene Stoff wird angezeigt durch:
(DORT
(B)II
(C) III
(D) IV
Antwort: Buchstabe A.
Ein unpolares Molekül ist dasjenige mit der geringsten Anzahl Atome oder Gruppen mit sehr elektronegativen Atomen. In diesem Fall ist Molekül I das Molekül, das dieses Kriterium am besten erfüllt.
Frage 2
(Enem 2017) Die Papierchromatographie ist eine Trennmethode, die auf der unterschiedlichen Migration der Komponenten einer Mischung zwischen zwei nicht mischbaren Phasen basiert. Die Probenbestandteile werden zwischen der stationären Phase und der sich auf dem Papier bewegenden mobilen Phase getrennt. Die stationäre Phase besteht aus nahezu reiner Cellulose, die bis zu 22 % Wasser aufnehmen kann. Es ist das absorbierte Wasser, das als flüssige stationäre Phase fungiert und mit der mobilen Phase, ebenfalls flüssig, interagiert (Flüssig-Flüssig-Verteilung). Komponenten, die stärkere intermolekulare Wechselwirkungen mit der stationären Phase eingehen können, wandern langsamer.
Als mobile Phase bei der Trennung der Bestandteile eines aus Paprika gewonnenen Pflanzenextrakts wurde eine Mischung aus Hexan mit 5 % (V/V) Aceton verwendet. Gehen Sie davon aus, dass dieser Extrakt die dargestellten Stoffe enthält.
RIBEIRO, N. M.; NUNES, C. R. Analyse von Pfefferpigmenten mittels Papierchromatographie. Neue Chemie in der Schule, n. 29. August 2008 (angepasst).
Der Stoff im Gemisch, der am langsamsten wandert, ist (a)
A) Lycopin.
B) α-Carotin.
C) γ-Carotin.
D) Capsorubin.
E) α-Cryptoxanthin.
Antwort: Buchstabe D.
Das Molekül, das stärker mit Cellulose interagiert (stationäre Phase und polarer Charakter, da es 22 % Wasser enthält), wandert langsamer. Unter den Molekülen ist Capsorubin dasjenige mit dem größten polaren Charakter, da es eine größere Anzahl von Atomen oder Atomgruppen mit hoher Polarität aufweist Elektronegativität.
Von Stefano Araujo Novais
Chemielehrer
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