A kromatografija je tehnika odvajanja u kojoj se tvari odvajaju prema njihovom afinitetu za dvije prisutne faze u metodi: fiksna faza, koja se naziva stacionarna, i druga mobilna faza, koja teče do određene točke u sustav. Ovako široko korištena tehnika također omogućuje identifikaciju i izolaciju tvari prisutan na smjesa.
U osnovi postoje dvije vrste ove tehnike: u tankom sloju i u stupcu. Unutar kolonske kromatografije su modernije tehnike, kao što su tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti (Clae) i plinska kromatografija. Oba su naširoko korištena u metode odvajanja i identifikaciju komponenti u kemijskoj industriji.
Pročitajte također: Probir, ventilacija i magnetizacija — tehnike odvajanja heterogenih smjesa
Teme ovog članka
- 1 - Sažetak o kromatografiji
- 2 - Za što se koristi kromatografija?
- 3 - Kako nastaje kromatografija?
-
4 - Vrste kromatografije
- tankoslojna kromatografija
- kolonska kromatografija
- 5 - Riješene vježbe iz kromatografije
Sažetak o kromatografiji
Kromatografija je fizikalna metoda odvajanja smjesa u kojoj su komponente raspoređene u fiksnu fazu i drugu mobilnu fazu, koja je usmjerena na određenu točku.
Fiksna faza kromatografije naziva se stacionarna faza.
Kromatografija omogućuje, osim odvajanja komponenti, izolaciju i identifikaciju komponenti smjese.
Da bi došlo do razdvajanja, mobilna faza mora doći u kontakt sa stacionarnom fazom. Na taj način se komponente odvajaju prema svojim afinitetima sa svakom fazom.
U osnovi postoje dvije vrste kromatografije: tankoslojna i kolonska.
Kromatografija na koloni može imati tekuću ili plinovitu pokretnu fazu.
Za što se koristi kromatografija?
Kromatografija je a fizikalna metoda razdvajanja smjesa u kojem su komponente koje treba odvojiti raspoređene u dvije različite faze, od kojih se jedna naziva stacionarnom (fiksnom), a druga pokretnom, koja se kreće u definiranom smjeru. Prethodno pomiješane tvari će se rasporediti kroz ove faze, pokazujući razdvajanje.
ovu tehniku ne samo da omogućuje odvajanje komponenti smjese, već i izolaciju i, mnogo puta, identificiraju komponente koje pripadaju smjesi. Ponekad kromatografsko odvajanje nije moguće izvesti nekom drugom metodom i stoga se pokazuje kao tehnika široke primjene u nekoliko grana znanost.
Nemoj sada stati... Ima još nakon publiciteta ;)
Kako se odvija kromatografija?
Iako postoji mnogo vrsta kromatografije, svaka kromatografska tehnika postoji na temelju načela selektivnog zadržavanja. U tom slučaju smjesa se nanosi na stacionarnu fazu, a zatim se postavlja mobilna faza. Kada je u kontaktu, mobilna faza vuče komponente i, zbog različitih afiniteta koje tvari u smjesi imaju sa stacionarnom fazom, dolazi do razdvajanja. To jest, komponente smjese koje imaju veći afinitet s mobilnom fazom bit će prenesene ovime s većom mobilnošću, dok će oni s manjim afinitetom za mobilnu fazu imati nizak mobilnost.
Na slici iznad, mobilna faza se sastoji od tekućeg otapala, koje se kapilarno diže u ulogu, koja igra ulogu stacionarne faze. Uzorak se nakon interakcije s otapalom odvaja. Što komponenta više prolazi, veća je njena interakcija s mobilnom fazom.
Stacionarna faza se može sastojati od krutine ili tekućine fiksirane u krutini ili gelu, dopuštajući pakiranje kolone ili distribuciju u film, staklo ili a oštrica. Mobilna faza se sastoji od fluida, koji može biti tekući ili plinoviti.
Pročitajte također: Magnetska separacija, jednostavna destilacija i isparavanje — tehnike za izolaciju komponenti
Vrste kromatografije
U osnovi, Postoje dvije vrste kromatografije: Tankoslojna kromatografija (TLC) i kromatografija na stupcu. Više detalja o oba bit će navedeno u nastavku.
tankoslojna kromatografija
Također se naziva planarna kromatografija, U ovom načinu, stacionarna faza se adsorbira na ravnu površinu.. Među njegovim prednostima su niska cijena, brzina odvajanja, kao i lakoća ponavljanja, izvođenja i razumijevanja.
Općenito, stacionarna faza se sastoji od polarnog adsorbensa (kao što je silicij, glinica, celuloza i poliamid), koji prianja na površinu ploče (najčešće stakla). Međutim, već postoji komercijalizacija gotovih ploča, u kojima je adsorpcijski materijal pričvršćen na druge materijale, kao npr. aluminij, što rezultira ujednačenijim materijalom različitih debljina, čime se osigurava zadovoljavajuće odvajanje.
Budući da je stacionarna faza polarne prirode, zanimljivo je da mobilna faza ima antagonistički karakter, odnosno nepolarnu ili vrlo malo polarnu. Međutim, izbor mobilne faze nije vrlo jednostavan, zahtijeva prethodne analize kako bi se dobro razdvojile komponente.
U nastavku imamo rezultat tankoslojne kromatografije. Obratite pozornost na odvojene komponente na cijeloj ploči. Onaj koji je prošao kraći put ima veći afinitet sa stacionarnom fazom.
kolonska kromatografija
U tom slučaju, stacionarna faza smještena je u cilindričnu cijev. Promjer cijevi ovisit će o tehničkoj strogosti koja će se usvojiti u odvajanju. Mobilna faza, koja se naziva i eluent, prolazi kroz stacionarnu fazu i može biti u tekućem ili plinovitom stanju. Kada napušta kolonu, eluent se naziva eluat.
U ovoj tehnici, uzorak se nanosi na vrh stupca. Mobilna faza se može postaviti na dva načina: stvaranjem paste sa stacionarnom fazom, koja je poznata kao mokro punjenje kolone, ili izravno nanošenje na uzorak, što je poznato kao mokro punjenje kolone. suhi način. Prva komponenta koja dosegne dno kolone (koja prva eluira) je ona s najvećim afinitetom za mobilnu fazu.
Unutar kolonske kromatografije s tekućim eluensom, postoji takozvana tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti (Clae, ili HPLC, što dolazi od engl tekuća kromatografija visokog učinka). Kod Clae se osim visokih koriste i metalni stupovi pritiscima o mobilnoj fazi i temperature malo iznad temperature okoline. U posljednje vrijeme, Claeov aparat je spojen sa masenim spektrometrima. Takvi spektrometri imaju funkciju povećanja pouzdanosti kromatografskog odvajanja, jer omogućuju potvrdu identiteta odvojenih tvari, osim njihove kvantifikacije.
Identifikacija tvari kromatografijom bila je teža bez uporabe masenog spektrometra, jer je to učinjeno uzimajući u obzir u osnovi vrijeme zadržavanja, nešto što nije specifično za spoj (drugi spojevi mogu imati isto vrijeme zadržavanje).
U nastavku pogledajte Clae aparat. Gore navedene boce sastoje se od mobilne faze. Na nižim razinama nalaze se visokotlačna pumpa i kolona stacionarne faze. Na kraju se nalazi detektor.
U plinskoj kromatografiji (GC), a plin inert drag, kao plemeniti plin ili dušik, kao mobilna faza. Stacionarna faza može biti kruta ili nehlapljiva tekućina. Komponente koje treba odvojiti sastoje se od hlapljivih plinova ili tekućina.
Kolona je kapilara, promjera manjeg od 1 milimetra, ali velike duljine, u rasponu od 25 do 30 metara. A tehnika omogućuje odvajanje desetaka tvari iz istog uzorka. Poput Claea, također je uobičajeno da se maseni spektrometar spoji na GC uređaj.
Ispod je trodimenzionalni prikaz aparata za plinsku kromatografiju. Noseći plin nalazi se u cilindru, dok se uzorak ubrizgava kroz štrcaljku. Zamotana zelena cijev sastoji se od kolone koja je spojena na detektor.
Riješene vježbe iz kromatografije
Pitanje 1
(Uerj 2018.) Kromatografija je tehnika za odvajanje organskih tvari kroz polaritet njihovih molekula. Pretpostavimo da je prirodna boja analizirana ovom tehnikom i da njen sastav ima sljedeće tvari:
Nakon kromatografskog odvajanja, molekule boje podijeljene su u dvije faze: u prvoj su identificirane molekule s polarnim skupinama; u drugom, nepolarna molekula.
Tvar prisutna u drugoj fazi označena je:
(TAMO
(B)II
(C)III
(D) IV
Odgovor: Slovo A.
Nepolarna molekula je ona s najmanjim brojem atomi ili skupine s vrlo elektronegativnim atomima. U ovom slučaju, molekula koja najbolje zadovoljava ovaj kriterij je molekula I.
pitanje 2
(Enem 2017.) Papirna kromatografija je metoda razdvajanja koja se temelji na diferencijalnoj migraciji komponenata smjese između dviju faza koje se ne miješaju. Komponente uzorka su odvojene između stacionarne i mobilne faze koja se kreće po papiru. Stacionarna faza sastoji se od gotovo čiste celuloze, koja može apsorbirati do 22% vode. Apsorbirana voda je ta koja djeluje kao tekuća stacionarna faza i koja je u interakciji s mobilnom fazom, također tekućom (razdjelnica tekućina-tekućina). Komponente sposobne za jače međumolekulske interakcije sa stacionarnom fazom migriraju sporije.
Smjesa heksana s 5% (V/V) acetona korištena je kao mobilna faza u odvajanju komponenti biljnog ekstrakta dobivenog iz paprike. Pretpostavimo da ovaj ekstrakt sadrži prikazane tvari.
RIBEIRO, N. M.; NUNES, C. R. Analiza pigmenata papra papirnom kromatografijom. Nova kemija u školi, br. 29. kolovoza 2008 (adaptirano).
Tvar u smjesi koja najsporije migrira je (a)
A) likopen.
B) α-karoten.
C) γ-karoten.
D) kapsorubin.
E) α-kriptoksantin.
Odgovor: Slovo D.
Molekula koja ima veću interakciju s celulozom (stacionarna faza i polarni karakter, budući da ima 22% vode) sporije će migrirati. Dakle, među molekulama, ona s najvećim polarnim karakterom je kapsorubin, budući da ima veći broj atoma ili skupina atoma s visokim elektronegativnost.
Autor Stefano Araujo Novais
Profesor kemije
Pogledajte kako funkcionira frakcijska destilacija i koja se oprema koristi.
Pogledajte kako se metodom razdvajanja smjesa zvanom parna destilacija dobivaju tzv. eterična ulja!
Kliknite i provjerite karakteristike frakcijske fuzije i frakcijske solidifikacije.
Razdvajanje homogenih smjesa, frakcijska destilacija, jednostavna destilacija, kondenzator, destilacijska tikvica, petrokemijska industrija, naftni derivati, alembik.
Kliknite ovdje i saznajte u kojim vrstama smjesa koristimo magnetsku separaciju, jednostavnu destilaciju i isparavanje te opremu koja se koristi u svakom procesu.
