A hromatogrāfija ir atdalīšanas paņēmiens, kurā vielas tiek atdalītas atbilstoši to afinitātei pret divām esošajām fāzēm metodē: fiksēta fāze, ko sauc par stacionāru, un cita mobilā fāze, kas plūst uz noteiktu punktu sistēma. Šāda plaši izmantota tehnika ļauj arī identificēt un izolēt vielas klāt plkst maisījums.
Pamatā ir divi šīs tehnikas veidi: plānā kārtā un kolonnā. Kolonnu hromatogrāfijā ir modernākas metodes, piemēram, augstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfija (Clae) un gāzu hromatogrāfija. Abi ir plaši izmantoti atdalīšanas metodes un komponentu identifikācija ķīmiskajā rūpniecībā.
Izlasi arī: Skrīnings, ventilācija un magnetizācija — paņēmieni neviendabīgu maisījumu atdalīšanai
Kopsavilkums par hromatogrāfiju
Hromatogrāfija ir fizikāla maisījumu atdalīšanas metode, kurā komponenti ir sakārtoti fiksētā fāzē un citā kustīgā fāzē, kas tiek virzīta uz noteiktu punktu.
Hromatogrāfijas fiksēto fāzi sauc par stacionāro fāzi.
Hromatogrāfija ļauj papildus komponentu atdalīšanai izolēt un identificēt maisījuma sastāvdaļas.
Lai notiktu atdalīšana, kustīgajai fāzei ir jāsaskaras ar stacionāro fāzi. Tādā veidā komponenti tiek atdalīti atbilstoši to afinitātei ar katru fāzi.
Pamatā ir divu veidu hromatogrāfija: plānslāņa un kolonnas.
Kolonnu hromatogrāfijai var būt šķidra vai gāzveida kustīgā fāze.
Kam izmanto hromatogrāfiju?
Hromatogrāfija ir a fizikālā metode maisījumu atdalīšanai kurā atdalāmās sastāvdaļas ir sadalītas divās atšķirīgās fāzēs, no kurām vienu sauc par stacionāru (fiksētu), bet otru sauc par mobilo, kas virzīsies noteiktā virzienā. Iepriekš sajauktās vielas tiks sadalītas pa šīm fāzēm, parādot atdalīšanu.
šī tehnika ļauj ne tikai atdalīt maisījuma sastāvdaļas, bet arī izolēt un daudzkārt identificē maisījuma sastāvdaļas. Dažkārt hromatogrāfiju veikto atdalīšanu nav iespējams veikt ar citu metodi, un tāpēc tā tiek parādīta kā plaši izmantojama tehnika vairākās nozarēs. zinātne.
Kā notiek hromatogrāfija?
Lai gan ir daudz hromatogrāfijas veidu, katrs hromatogrāfijas paņēmiens ir pamatojoties uz selektīvās saglabāšanas principu. Šajā gadījumā maisījumu uzklāj stacionārajai fāzei un pēc tam ievieto kustīgo fāzi. Saskaroties, kustīgā fāze velk sastāvdaļas un, ņemot vērā atšķirīgo afinitāti, kāda maisījumā esošajām vielām ir ar stacionāro fāzi, tiek iegūta atdalīšanās. Tas nozīmē, ka maisījuma sastāvdaļas, kurām ir lielāka afinitāte ar kustīgo fāzi, tiks pārvadātas ar lielāku mobilitāti, savukārt tiem, kuriem ir zemāka afinitāte pret mobilo fāzi, būs zema mobilitāte.
Augšējā attēlā mobilā fāze sastāv no šķidra šķīdinātāja, kas ar kapilāru paceļas lomā, kas spēlē stacionārās fāzes lomu. Paraugs pēc mijiedarbības ar šķīdinātāju atdalās. Jo vairāk komponents šķērso, jo lielāka ir tā mijiedarbība ar mobilo fāzi.
Stacionārā fāze var sastāvēt no cietas vielas vai šķidruma, kas fiksēts cietā vielā vai želejā, kas ļauj iepildīt kolonnu vai izkliedēt plēvē, stiklā vai a asmens. Mobilā fāze sastāv no šķidruma, kas var būt šķidrs vai gāzveida.
Lasi arī: Magnētiskā atdalīšana, vienkārša destilācija un iztvaicēšana — komponentu izolācijas metodes
Hromatogrāfijas veidi
Būtībā, Ir divu veidu hromatogrāfija: plānslāņa hromatogrāfija (TLC) un kolonnu hromatogrāfija. Sīkāka informācija par abiem tiks uzskaitīta zemāk.
plānslāņa hromatogrāfija
To sauc arī par plakanu hromatogrāfiju, Šajā režīmā stacionārā fāze tiek adsorbēta uz līdzenas virsmas.. Starp tās priekšrocībām ir zemas izmaksas, atdalīšanas ātrums, kā arī atkārtošanas, izpildes un izpratnes vienkāršība.
Parasti stacionārā fāze sastāv no polāra adsorbenta (piemēram, silīcija dioksīda, alumīnija oksīda, celulozes un poliamīda), kas pielīp pie plāksnes (visbiežāk stikla) virsmas. Taču jau notiek jau gatavu plākšņu komercializācija, kurās adsorbējošais materiāls tiek piestiprināts pie citiem materiāliem, piemēram, alumīnija, kas rada viendabīgāku materiālu ar dažādu biezumu, nodrošinot apmierinošāku atdalīšanu.
Tā kā stacionārajai fāzei ir polārs raksturs, ir interesanti, ka mobilajai fāzei ir antagonistisks raksturs, tas ir, nepolāra vai ļoti maz polāra. Tomēr mobilās fāzes izvēle nav ļoti vienkārša, tāpēc iepriekšējām analīzēm ir nepieciešama laba komponentu atdalīšana.
Zemāk ir plānslāņa hromatogrāfijas rezultāts. Pievērsiet uzmanību atsevišķām sastāvdaļām. Tam, kurš nogājis īsāku ceļu, ir lielāka afinitāte ar stacionāro fāzi.
kolonnu hromatogrāfija
Tādā gadījumā, stacionāro fāzi ievieto cilindriskā caurulē. Caurules diametrs būs atkarīgs no tehniskās stingrības, kas jāpieņem atdalīšanai. Mobilā fāze, ko sauc arī par eluentu, iet cauri stacionārajai fāzei un var būt šķidrā vai gāzveida stāvoklī. Izejot no kolonnas, eluentu sauc par eluātu.
Šajā tehnikā paraugs tiek uzklāts kolonnas augšpusē. Mobilo fāzi var novietot divos veidos: veidojot pastu ar stacionāro fāzi, kas ir pazīstama kā mitrās kolonnas aizpildīšana vai tieša uzklāšana uz parauga, ko sauc par mitrās kolonnas pildīšanu. sausā veidā. Pirmais komponents, kas sasniedz kolonnas dibenu (kas eluē pirmā), ir tas komponents, kuram ir visaugstākā afinitāte pret kustīgo fāzi.
Kolonnas hromatogrāfijā ar šķidru eluentu, ir tā sauktā augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfija (Clae vai HPLC, kas nāk no angļu valodas augstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfija). Uzņēmumā Clae papildus augstām tiek izmantotas metāla kolonnas spiedienus par mobilo fāzi un temperatūras nedaudz virs apkārtējās vides temperatūras. Pēdējā laikā Clae aparāts ir savienots ar masas spektrometriem. Šādu spektrometru funkcija ir palielināt hromatogrāfiskās atdalīšanas ticamību, jo tie ļauj apstiprināt atdalīto vielu identitāti papildus to kvantitatīvai noteikšanai.
Vielu identificēšana ar hromatogrāfiju bija grūtāka, neizmantojot masas spektrometru, kā tas tika darīts ņemot vērā aiztures laiku, kaut kas nav specifisks savienojumam (citiem savienojumiem var būt tāds pats laiks saglabāšana).
Skatiet Clae aparātu zemāk. Iepriekš minētās pudeles sastāv no mobilās fāzes. Zemāk esošajos līmeņos ir augstspiediena sūknis un stacionārās fāzes kolonna. Beigās ir detektors.
Gāzu hromatogrāfijā (GC) a gāze inerta vilkšana, kā cēlgāze vai slāpeklis kā kustīgā fāze. Stacionārā fāze var būt ciets vai negaistošs šķidrums. Atdalāmās sastāvdaļas sastāv no gaistošām gāzēm vai šķidrumiem.
Kolonna ir kapilārs, kura diametrs ir mazāks par 1 milimetru, bet ar garu garumu, diapazonā no 25 līdz 30 metriem. A tehnika ļauj no viena parauga atdalīt desmitiem vielu. Tāpat kā Clae, arī masu spektrometru parasti savieno ar GC ierīci.
Zemāk ir gāzu hromatogrāfijas aparāta trīsdimensiju attēlojums. Nesējgāze atrodas cilindrā, bet paraugs tiek ievadīts caur šļirci. Satīta zaļā caurule sastāv no kolonnas, kas ir savienota ar detektoru.
Atrisināja vingrinājumus par hromatogrāfiju
jautājums 1
(Uerj 2018) Hromatogrāfija ir paņēmiens organisko vielu atdalīšanai, izmantojot to molekulu polaritāti. Pieņemsim, ka dabiskā krāsviela tika analizēta ar šo metodi un ka tās sastāvā ir šādas vielas:
Pēc hromatogrāfiskās atdalīšanas krāsvielu molekulas tika sadalītas divos posmos: pirmajā tika identificētas molekulas ar polārām grupām; otrajā – nepolārā molekula.
Otrajā fāzē esošo vielu norāda:
(TE
(B) II
(C) III
(D) IV
Atbilde: A burts.
Nepolāra molekula ir tā, kurai ir vismazākais skaits atomi vai grupas ar ļoti elektronnegatīviem atomiem. Šajā gadījumā molekula, kas vislabāk atbilst šim kritērijam, ir molekula I.
2. jautājums
(Enem 2017) Papīra hromatogrāfija ir atdalīšanas metode, kuras pamatā ir maisījuma sastāvdaļu diferenciāla migrācija starp divām nesajaucamām fāzēm. Parauga sastāvdaļas tiek atdalītas starp stacionāro fāzi un mobilo fāzi, kas pārvietojas uz papīra. Stacionārā fāze sastāv no praktiski tīras celulozes, kas spēj absorbēt līdz 22% ūdens. Tas ir absorbētais ūdens, kas darbojas kā šķidra stacionāra fāze un mijiedarbojas ar kustīgo fāzi, arī šķidrumu (šķidruma-šķidruma starpsiena). Komponenti, kas spēj veidot spēcīgāku starpmolekulāru mijiedarbību ar stacionāro fāzi, migrē lēnāk.
No paprikas iegūtā augu ekstrakta komponentu atdalīšanai kā kustīgā fāze tika izmantots heksāna maisījums ar 5% (V/V) acetona. Pieņemsim, ka šis ekstrakts satur attēlotās vielas.
RIBEIRO, N. M.; NUNES, C. R. Piparu pigmentu analīze ar papīra hromatogrāfiju. Jaunā ķīmija skolā, n. 29, augusts 2008 (pielāgots).
Viela maisījumā, kas migrē vislēnāk, ir (a)
A) likopēns.
B) α-karotīns.
C) γ-karotīns.
D) kapsorubīns.
E) α-kriptoksantīns.
Atbilde: D burts.
Molekula, kurai ir lielāka mijiedarbība ar celulozi (stacionāra fāze un polārais raksturs, jo tajā ir 22% ūdens), migrēs lēnāk. Tādējādi no molekulām vislielākais polārais raksturs ir kapsorubīns, jo tajā ir lielāks atomu vai atomu grupu skaits ar augstu elektronegativitāte.
Autors Stefano Araujo Novais
Ķīmijas skolotājs
