Chromatografia to proces oddzielania i identyfikacji składników mieszaniny.
Technika ta opiera się na migracji związków z mieszaniny, które mają różne oddziaływania w dwóch fazach.
- faza mobilna: faza, w której izolowane składniki „przechodzą” przez płynny rozpuszczalnik, którym może być ciecz lub gaz.
- faza stacjonarna: faza ustalona, w której oddzielany lub identyfikowany składnik utrwali się na powierzchni innego materiału ciekłego lub stałego.
Aby zrozumieć chromatografię, musisz znać dwa podstawowe pojęcia:
- elucja: to przebieg chromatograficzny.
- eluent: jest to faza ruchoma, rodzaj rozpuszczalnika, który będzie oddziaływał z próbkami i sprzyjał separacji składników.
Proces chromatograficzny polega na przepuszczeniu fazy ruchomej nad fazą stacjonarną, wewnątrz kolumny lub na płytce. W ten sposób składniki mieszaniny są rozdzielone różnicą powinowactwa w dwóch fazach.
Każdy ze składników mieszaniny jest selektywnie zatrzymywany przez fazę stacjonarną, co powoduje zróżnicowane migracje tych składników.
Chromatografia służy do identyfikacji substancji, oczyszczania związków oraz oddzielania składników z mieszanin.
Dzięki chromatografii możliwe jest oddzielenie składników tuszu od pisaków
Sprawdź, jak przeprowadzić ten eksperyment na: Eksperymenty chemiczne
Rodzaje chromatografii
Rodzaje chromatografii są podzielone według następujących kryteriów:
Postać fizyczna układu chromatograficznego:
1. Chromatografia kolumnowa
Chromatografia kolumnowa jest najstarszą techniką chromatograficzną. Jest to technika rozdzielania składników między dwiema fazami, stałą i ciekłą, oparta na zdolności do: adsorpcja i rozpuszczalność.
Proces odbywa się w kolumnie ze szkła lub metalu, zwykle z kranem na dole. Kolumna jest wypełniona odpowiednim adsorbentem, który umożliwi przepływ rozpuszczalnika.
Chromatografia kolumnowa
Mieszaninę następnie wprowadza się do kolumny z mniej polarnym eluentem. Stosowana jest ciągła sekwencja kilku eluentów, aby zwiększyć ich polarność, a w konsekwencji siłę wciągania bardziej polarnych substancji.
Zatem różne składniki mieszaniny będą poruszać się z różnymi prędkościami, w zależności od ich powinowactwa z adsorbentem i eluentem. Umożliwia to separację komponentów.
2. chromatografia planarna
Chromatografia planarna obejmuje chromatografię bibułową i chromatografię cienkowarstwową:
- Chromatografia na papierze: to technika ciecz-ciecz, w której jeden z nich jest przymocowany do stałego podłoża. Otrzymuje tę nazwę, ponieważ separacja i identyfikacja składników mieszaniny odbywa się na powierzchni bibuły filtracyjnej, która jest fazą stacjonarną.
- Chromatografia cienkowarstwowa: to technika ciecz-ciało stałe, w której faza ciekła unosi się przez cienką warstwę adsorbentu na nośniku, zwykle szklanej płytce umieszczonej w zamkniętym pojemniku. Podczas wznoszenia rozpuszczalnik będzie przeciągał więcej związków, które oddziaływały mniej w fazie stacjonarnej. Spowoduje to oddzielenie większej ilości zaadsorbowanych składników.
Chromatografia na papierze
Wykorzystana faza ruchoma:
1. Chromatografia gazowa
Chromatografia gazowa to proces rozdzielania składników mieszaniny przez ruchomą fazę gazową nad rozpuszczalnikiem.
Metoda ta odbywa się w wąskiej rurce, przez którą składniki mieszaniny przechodzą przez strumień gazu, który reprezentuje fazę ruchomą, w przepływie kolumnowym. Faza stacjonarna jest reprezentowana przez lampę.
Czynnikami sprzyjającymi separacji składników są: struktura chemiczna związku, faza stacjonarna i temperatura kolumny.
Etapy chromatografii gazowej
2. chromatografia cieczowa
W chromatografii cieczowej faza stacjonarna składa się z cząstek stałych ułożonych w kolumnie, przez którą przechodzi faza ruchoma.
Chromatografia cieczowa obejmuje klasyczną chromatografię cieczową i wysokosprawną chromatografię cieczową:
- Klasyczna chromatografia cieczowa: kolumna jest zwykle wypełniana tylko raz, ponieważ część próbki zwykle adsorbuje nieodwracalnie.
- Wysokosprawna chromatografia cieczowa: to technika wykorzystująca pompy wysokociśnieniowe do elucji fazy ruchomej. Umożliwia to migrację fazy ruchomej przez kolumnę z rozsądną prędkością. Dzięki temu w krótkim czasie można przeprowadzić analizę kilku próbek. Potrzebuje jednak specjalnego sprzętu.
Etapy chromatografii cieczowej
3. Chromatografia nadkrytyczna
Chromatografia w stanie nadkrytycznym charakteryzuje się wykorzystaniem pary pod ciśnieniem w fazie ruchomej, powyżej jej temperatury krytycznej.
Najczęściej stosowanym eluentem nadkrytycznym jest dwutlenek węgla.
Wykorzystana faza stacjonarna:
W zależności od zastosowanej fazy stacjonarnej, chromatografia może być ciekła lub gazowa:
- ciekła faza stacjonarna: ciecz jest adsorbowana na stałym podłożu lub unieruchamiana na nim.
- Stała faza stacjonarna: gdy faza stała jest ciałem stałym.
Przeczytaj też:
- Rozdzielanie mieszanin
- Mieszaniny jednorodne i niejednorodne
- Solute i Solvent
- roztwory chemiczne
- Rozpuszczalność
