A chromatografie is een scheidingstechniek waarbij stoffen worden gescheiden op basis van hun affiniteit voor twee aanwezige fasen in de methode: een vaste fase, stationair genoemd, en een andere mobiele fase, die naar een specifiek punt in de systeem. Een dergelijke veelgebruikte techniek maakt ook de identificatie en isolatie van stoffen aanwezig bij mengsel.
Er zijn grofweg twee soorten van deze techniek: in een dunne laag en in een kolom. Binnen kolomchromatografie komen modernere technieken voor, zoals high performance liquid chromatography (Clae) en gaschromatografie. Beide zijn veel gebruikt in scheiding methoden en componentidentificatie in de chemische industrie.
Lees ook: Screening, ventilatie en magnetisatie — technieken voor het scheiden van heterogene mengsels
Onderwerpen van dit artikel
- 1 - Samenvatting over chromatografie
- 2 - Waar wordt chromatografie voor gebruikt?
- 3 - Hoe vindt chromatografie plaats?
-
4 - Soorten chromatografie
- dunne laag chromatografie
- kolomchromatografie
- 5 - Opgeloste oefeningen over chromatografie
Samenvatting over chromatografie
Chromatografie is een fysische methode voor het scheiden van mengsels waarbij de componenten zijn gerangschikt in een vaste fase en een andere mobiele fase, die naar een specifiek punt is gericht.
De vaste fase van chromatografie wordt de stationaire fase genoemd.
Met chromatografie kunnen, naast de scheiding van componenten, componenten van het mengsel worden geïsoleerd en geïdentificeerd.
Om scheiding te laten plaatsvinden, moet de mobiele fase in contact komen met de stationaire fase. Op deze manier worden de componenten gescheiden op basis van hun affiniteit met elke fase.
In principe zijn er twee soorten chromatografie: dunne laag en kolom.
Kolomchromatografie kan een vloeibare of gasvormige mobiele fase hebben.
Waar wordt chromatografie voor gebruikt?
Chromatografie is een fysische methode om mengsels te scheiden waarin de te scheiden componenten worden verdeeld in twee afzonderlijke fasen, waarvan de ene stationair (vast) wordt genoemd en de andere mobiel, die in een bepaalde richting zullen bewegen. De eerder gemengde stoffen worden door deze fasen verdeeld, wat de scheiding aantoont.
deze techniek maakt het niet alleen mogelijk om de componenten van het mengsel te scheiden, maar ook om te isoleren en identificeer vaak componenten die bij het mengsel horen. Soms is de scheiding door chromatografie niet mogelijk om met een andere methode uit te voeren en daarom wordt het getoond als een techniek die op grote schaal wordt gebruikt in verschillende takken van de wetenschap.
Niet stoppen nu... Er is meer na de publiciteit ;)
Hoe vindt chromatografie plaats?
Hoewel er vele soorten chromatografie zijn, is elke chromatografische techniek dat wel gebaseerd op het principe van selectieve retentie. In dit geval wordt het mengsel aangebracht op de stationaire fase en vervolgens wordt de mobiele fase geplaatst. Bij contact sleept de mobiele fase de componenten mee en door de verschillende affiniteiten die de stoffen in het mengsel hebben met de stationaire fase wordt een scheiding verkregen. Dat wil zeggen, de componenten van het mengsel die een grotere affiniteit hebben met de mobiele fase zullen hierdoor worden gedragen met een grotere mobiliteit, terwijl degenen met een lagere affiniteit voor de mobiele fase een lage hebben mobiliteit.
In de bovenstaande afbeelding is de mobiele fase samengesteld uit een vloeibaar oplosmiddel, dat door capillariteit in een rol opstijgt, die de rol van stationaire fase speelt. Het monster scheidt zich na interactie met het oplosmiddel. Hoe meer de component doorloopt, hoe groter de interactie met de mobiele fase.
De stationaire fase kan bestaan uit een vaste stof of een vloeistof gefixeerd in een vaste stof of een gel, kolomverpakking mogelijk te maken of door distributie in een film, een glas of een blad. De mobiele fase bestaat uit een vloeistof, die vloeibaar of gasvormig kan zijn.
Lees ook: Magnetische scheiding, eenvoudige destillatie en verdamping — technieken voor het isoleren van componenten
Soorten chromatografie
In principe, Er zijn twee soorten chromatografie: Dunnelaagchromatografie (TLC) en kolomchromatografie. Meer details van beide zullen hieronder worden vermeld.
dunne laag chromatografie
Ook wel vlakke chromatografie genoemd, In deze modus wordt de stationaire fase geadsorbeerd op een plat oppervlak.. Een van de voordelen zijn lage kosten, snelheid bij het scheiden en gemak van herhaling, uitvoering en begrip.
Over het algemeen bestaat de stationaire fase uit een polair adsorbens (zoals silica, aluminiumoxide, cellulose en polyamide), dat hecht aan het oppervlak van een plaat (meestal glas). Er is echter al commercialisering van kant-en-klare platen, waarbij het adsorberende materiaal wordt vastgemaakt aan andere materialen, zoals aluminium, wat resulteert in een meer uniform materiaal met verschillende diktes, wat zorgt voor een meer bevredigende scheiding.
Aangezien de stationaire fase polair van aard is, is het interessant dat de mobiele fase een antagonistisch karakter heeft, dat wil zeggen niet-polair of zeer weinig polair. De selectie van de mobiele fase is echter niet erg eenvoudig, waardoor eerdere analyses nodig zijn om een goede scheiding van de componenten te hebben.
Hieronder hebben we het resultaat van dunnelaagchromatografie. Let op de afzonderlijke componenten over de hele linie. Degene die een kortere weg heeft afgelegd, heeft meer affiniteit met de stationaire fase.
kolomchromatografie
In dat geval, de stationaire fase wordt in een cilindrische buis geplaatst. De buisdiameter zal afhangen van de technische strengheid die bij de scheiding moet worden toegepast. De mobiele fase, ook wel eluens genoemd, gaat door de stationaire fase en kan in vloeibare of gasvormige toestand zijn. Bij het verlaten van de kolom wordt het eluens eluaat genoemd.
Bij deze techniek wordt het monster op de bovenkant van de kolom aangebracht. De mobiele fase kan op twee manieren worden geplaatst: een pasta vormen met de stationaire fase, ook wel bekend als natte kolomvulling, of directe toepassing op het monster, ook wel natte kolomvulling genoemd. droge manier. De eerste component die de bodem van de kolom bereikt (die het eerst elueert) is degene met de hoogste affiniteit voor de mobiele fase.
Binnen kolomchromatografie met vloeibaar eluens, er is de zogenaamde hogedrukvloeistofchromatografie (Clae, of HPLC, wat uit het Engels komt hogedrukvloeistofchromatografie). Bij Clae worden naast hoge ook metalen kolommen gebruikt druk over de mobiele fase en temperaturen iets boven omgevingstemperatuur. De laatste tijd is het apparaat van Clae gekoppeld aan massaspectrometers. Dergelijke spectrometers hebben de functie om de betrouwbaarheid van de chromatografische scheiding te vergroten, omdat ze naast de kwantificering ook de identiteit van de gescheiden stoffen kunnen bevestigen.
De identificatie van stoffen door middel van chromatografie was moeilijker zonder het gebruik van een massaspectrometer, zoals vroeger gezien de retentietijd, iets dat niet specifiek is voor een verbinding (andere verbindingen kunnen dezelfde tijd hebben behoud).
Zie hieronder een Clae-apparaat. De flessen hierboven bestaan uit de mobiele fase. Op de onderstaande niveaus bevinden zich de hogedrukpomp en de stationaire fasekolom. Aan het einde is er een detector.
In gaschromatografie (GC), een gas inerte weerstand, als een edelgas of stikstof, als mobiele fase. De stationaire fase kan een vaste of een niet-vluchtige vloeistof zijn. De te scheiden componenten bestaan uit vluchtige gassen of vloeistoffen.
De kolom is een capillair, met een diameter van minder dan 1 millimeter, maar met een lange lengte, in het bereik van 25 tot 30 meter. A techniek maakt het mogelijk om tientallen stoffen uit hetzelfde monster te scheiden. Net als Clae is het ook gebruikelijk dat een massaspectrometer wordt gekoppeld aan een GC-apparaat.
Hieronder ziet u een driedimensionale weergave van een gaschromatografisch apparaat. Het draaggas bevindt zich in de cilinder, terwijl het monster door de injectiespuit wordt geïnjecteerd. De opgerolde groene buis bestaat uit de kolom, die is verbonden met een detector.
Opgeloste oefeningen over chromatografie
vraag 1
(Uerj 2018) Chromatografie is een techniek om organische stoffen te scheiden door de polariteit van hun moleculen. Stel dat een natuurlijke kleurstof met deze techniek is geanalyseerd en dat de samenstelling de volgende stoffen bevat:
Na chromatografische scheiding werden de kleurstofmoleculen verdeeld in twee fasen: in de eerste werden moleculen met polaire groepen geïdentificeerd; in de tweede, het niet-polaire molecuul.
De stof aanwezig in de tweede fase wordt aangegeven door:
(DAAR
(B)II
(C) III
(D)IV
Antwoord: Letter A.
Een niet-polair molecuul is het molecuul met het minste aantal atomen of groepen met zeer elektronegatieve atomen. In dit geval is molecuul I het molecuul dat het beste aan dit criterium voldoet.
vraag 2
(Enem 2017) Papierchromatografie is een scheidingsmethode gebaseerd op de differentiële migratie van de componenten van een mengsel tussen twee onmengbare fasen. De monstercomponenten worden gescheiden tussen de stationaire fase en de mobiele fase die op het papier beweegt. De stationaire fase bestaat uit vrijwel zuivere cellulose, die tot 22% water kan opnemen. Het is het geabsorbeerde water dat werkt als een vloeibare stationaire fase en dat interageert met de mobiele fase, ook vloeibaar (vloeistof-vloeistofverdeling). Componenten die sterkere intermoleculaire interacties met de stationaire fase kunnen vormen, migreren langzamer.
Een mengsel van hexaan met 5% (V/V) aceton werd gebruikt als mobiele fase bij het scheiden van de componenten van een plantenextract verkregen uit paprika's. Stel dat dit extract de afgebeelde stoffen bevat.
RIBEIRO, N. M.; NUNES, C. R. Analyse van peperpigmenten door papierchromatografie. Nieuwe scheikunde op school, n. 29 aug. 2008 (aangepast).
De stof in het mengsel die het langzaamst migreert is (a)
A) lycopeen.
B) α-caroteen.
C) γ-caroteen.
D) capsorubine.
E) α-cryptoxanthine.
Antwoord: Letter D.
Het molecuul dat meer interactie heeft met cellulose (stationaire fase en polair karakter, aangezien het 22% water heeft) zal langzamer migreren. Dus onder de moleculen is degene met het grootste polaire karakter capsorubine, aangezien het een groter aantal atomen of groepen atomen heeft met een hoge elektronegativiteit.
Door Stefano Araujo Novais
Scheikundeleraar
Zie hoe gefractioneerde destillatie werkt en welke apparatuur wordt gebruikt.
Zie hoe de zogenaamde etherische oliën worden verkregen door de methode van het scheiden van mengsels die stoomdestillatie wordt genoemd!
Klik en controleer de kenmerken van fractionele fusie en fractionele stolling.
Scheiding van homogene mengsels, gefractioneerde destillatie, eenvoudige destillatie, condensor, destillatiekolf, petrochemische industrie, aardoliederivaten, alembic.
Klik hier en ontdek in welke soorten mengsels we magnetische scheiding, eenvoudige destillatie en verdamping gebruiken, en de apparatuur die in elk proces wordt gebruikt.
