クロマトグラフィー: それは何ですか、何のためにありますか、種類

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あ クロマトグラフィー 存在する 2 つの相に対する親和性に従って物質を分離する分離技術です。この方法では、固定相と呼ばれる固定相と、流体内の特定の点に流れる別の移動相が含まれます。システム。このように広く使用されている技術により、物質に存在します混合.

この手法には基本的に 2 つのタイプがあります。1 つは薄層での手法、もう 1 つはカラムでの手法です。カラムクロマトグラフィーには、高速液体クロマトグラフィー (Clae) やガスクロマトグラフィーなどのより現代的な技術があります。どちらも広く使用されています分離方法化学産業における成分の識別。

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この記事のトピックス

1 - クロマトグラフィーの概要
2 - クロマトグラフィーは何に使用されますか?
3 - クロマトグラフィーはどのように行われるのですか?
4 - クロマトグラフィーの種類
- 薄層クロマトグラフィー
- カラムクロマトグラフィー
5 - クロマトグラフィーに関する演習を解く

クロマトグラフィーに関するまとめ

クロマトグラフィーは、成分が固定相と特定の点に向けられた別の移動相に配置された混合物を分離する物理的な方法です。
クロマトグラフィーの固定相は固定相と呼ばれます。
クロマトグラフィーを使用すると、成分の分離に加えて、混合物の成分を単離および同定することができます。
分離が起こるためには、移動相が固定相と接触する必要があります。このようにして、成分は各相との親和性に応じて分離されます。
基本的に、クロマトグラフィーには薄層クロマトグラフィーとカラムクロマトグラフィーの 2 種類があります。
カラムクロマトグラフィーには液体または気体の移動相を使用できます。

クロマトグラフィーは何に使用されますか?

クロマトグラフィーは、 混合物を分離する物理的方法 この場合、分離されるコンポーネントは 2 つの異なるフェーズに分散されます。1 つは固定 (固定) と呼ばれ、もう 1 つは可動と呼ばれ、定義された方向に移動します。事前に混合された物質はこれらの相に分散され、分離が示されます。

このテクニック 混合物の成分を分離するだけでなく、単離することもできます。 そして、多くの場合、混合物に属する成分を特定します。場合によっては、クロマトグラフィーによる分離は他の方法では実行できない場合があるため、クロマトグラフィーは、いくつかの分野で広く使用されている技術として示されています。化学.

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クロマトグラフィーはどのように行われるのですか?

クロマトグラフィーには多くの種類がありますが、すべてのクロマトグラフィー技術は 選択的保持の原則に基づく. この場合、混合物を固定相に適用し、続いて移動相を配置します。接触すると、移動相は成分を引きずり、混合物中の物質が固定相に対して持つ異なる親和性により、分離が得られます。つまり、移動相との親和性が高い混合物の成分は、この移動相によって運ばれます。移動相に対する親和性が低いものは移動度が低くなります。可動性。

上の図では、移動相は液体溶媒で構成されており、毛細管現象によって上昇し、固定相の役割を果たします。サンプルは溶媒と相互作用した後、分離します。成分が移動するほど、移動相との相互作用が大きくなります。

固定相は、固体またはゲルに固定された固体または液体で構成されます。カラム充填、またはフィルム、ガラスまたはフィルムへの分散による充填が可能刃。移動相は液体で構成されており、液体または気体の場合があります。

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クロマトグラフィーの種類

基本的、 クロマトグラフィーには2種類あります: 薄層クロマトグラフィー (TLC) およびカラムクロマトグラフィー。両方の詳細については、以下に記載します。

薄層クロマトグラフィー

平面クロマトグラフィーとも呼ばれます。 このモードでは、固定相は平らな表面に吸着されます。. その利点の中には、低コスト、分離の速度、繰り返し、実行、理解のしやすさが挙げられます。

一般に、固定相は極性吸着剤 (シリカ、アルミナ、セルロース、ポリアミドなど) で構成され、プレート (ほとんどの場合はガラス) の表面に付着します。しかし、吸着材を他の素材に貼り付けた既製のプレートがすでに製品化されています。アルミニウムこれにより、異なる厚さの材料がより均一になり、より満足のいく分離が保証されます。

固定相は本質的に極性であるため、移動相が拮抗的な性質、つまり無極性または極性がほとんどないことは興味深いことです。ただし、移動相の選択はそれほど単純ではなく、事前の分析で成分を適切に分離する必要があります。

以下に、薄層クロマトグラフィーの結果を示します。. 全体的に個別のコンポーネントに注目してください。より短い経路を移動したものは、固定相との親和性が高くなります。

カラムクロマトグラフィー

その場合、 固定相は円筒管の中に入れられます. チューブの直径は、分離に採用される技術的な厳密さによって異なります。移動相は溶離液とも呼ばれ、固定相を通過し、液体または気体の状態になります。カラムから出る溶離液は溶出液と呼ばれます。

この手法では、サンプルはカラムの上部に適用されます。. 移動相は 2 つの方法で配置できます。1 つは固定相とペーストを形成する方法です。湿式カラム充填、または湿式カラム充填として知られるサンプルへの直接塗布です。ドライな方法。カラムの底に最初に到達する成分 (最初に溶出する成分) は、移動相に対して最も高い親和性を持つ成分です。

カラムクロマトグラフィーの実演。最初に溶出する成分 C は、適用された移動相との親和性が最も高くなります。

液体溶離液を使用したカラムクロマトグラフィーでは、 いわゆる高速液体クロマトグラフィーというものがあります。 (Clae、または HPLC、英語から来ています) 高速液体クロマトグラフィー). Claeでは高強度に加え、金属製の柱を使用しています。圧力移動相についてと温度周囲温度よりわずかに高い。最近、Clae の装置は質量分析計と結合されています。このような分光計は、分離した物質を定量するだけでなく、その正体を確認することができるため、クロマト分離の信頼性を高める機能を持っています。

クロマトグラフィーによる物質の同定は、質量分析計を使用しないとより困難でした。基本的には保持時間を考慮しますが、これは化合物に固有ではありません（他の化合物でも同様の時間が発生する可能性があります）。保持）。

以下の Clae 装置を参照してください。上のボトルは移動相で構成されています。下のレベルには高圧ポンプと固定相カラムがあります。最後に検出器があります。

ガスクロマトグラフィー (GC) では、 ガス 不活性抗力、として希ガスまたは窒素を移動相として使用します。固定相は固体でも不揮発性液体でもよい。分離される成分は揮発性の気体または液体で構成されます。

カラムは毛細管で、直径は 1 ミリメートル未満ですが、長さは 25 ～ 30 メートルと長いです。あ この技術により、同じサンプルから数十の物質を分離できます. Clae と同様に、質量分析計が GC デバイスに接続されることも一般的です。

以下は、ガスクロマトグラフィー装置の 3 次元表示です。キャリアガスはシリンダー内にあり、サンプルはシリンジから注入されます。コイル状の緑色のチューブは検出器に接続されたカラムで構成されています。

クロマトグラフィーに関する演習問題を解決しました

質問1

(Uerj 2018) クロマトグラフィーは、分子の極性によって有機物質を分離する技術です。天然染料がこの手法で分析され、その組成に次の物質が含まれていると仮定します。

クロマトグラフィーによる分離後、色素分子は 2 つの段階に分けられました。最初の段階では、極性基を持つ分子が同定されました。 2 番目は非極性分子です。

第 2 相に存在する物質は次のように示されます。

（そこには

(B) II

(C)Ⅲ

(D) Ⅳ

答え: 文字 A.

非極性分子は、次の数が最も少ない分子です。原子または非常に電気陰性度の高い原子を含むグループ。この場合、この基準を最もよく満たす分子は分子 I です。

質問2

(Enem 2017) ペーパークロマトグラフィーは、2 つの非混和相間の混合物の成分の移動差に基づく分離方法です。サンプル成分は、紙の上を移動する固定相と移動相の間で分離されます。固定相は実質的に純粋なセルロースで構成されており、最大 22% の水を吸収できます。液体の固定相として機能し、同じく液体である移動相と相互作用するのは吸収された水です (液体-液体分配)。固定相とより強い分子間相互作用を形成できる成分は、よりゆっくりと移動します。

ヘキサンと 5% (V/V) のアセトンの混合物を、ピーマンから得た植物抽出物の成分の分離における移動相として使用しました。この抽出物には、表された物質が含まれていると仮定します。