A chromatografia jest techniką separacji, w której substancje są rozdzielane na podstawie ich powinowactwa do dwóch obecnych faz w metodzie: fazę stałą, zwaną stacjonarną, oraz drugą fazę ruchomą, która przepływa do określonego punktu w obwodzie system. Tak szeroko stosowana technika pozwala również na identyfikację i izolację Substancje obecny na mieszanina.
Istnieją zasadniczo dwa rodzaje tej techniki: w cienkiej warstwie iw kolumnie. W ramach chromatografii kolumnowej znajdują się bardziej nowoczesne techniki, takie jak wysokosprawna chromatografia cieczowa (Clae) i chromatografia gazowa. Oba były szeroko stosowane w metody separacji i identyfikacji komponentów w przemyśle chemicznym.
Przeczytaj też: Przesiewanie, wentylacja i magnetyzacja — techniki rozdzielania mieszanin niejednorodnych
Tematyka tego artykułu
- 1 - Podsumowanie dotyczące chromatografii
- 2 - Do czego służy chromatografia?
- 3 - Jak zachodzi chromatografia?
-
4 - Rodzaje chromatografii
- chromatografia cienkowarstwowa
- chromatografia kolumnowa
- 5 - Rozwiązane ćwiczenia z chromatografii
Podsumowanie dotyczące chromatografii
Chromatografia to fizyczna metoda rozdzielania mieszanin, w której składniki układają się w fazę stałą i drugą fazę ruchomą, która jest kierowana do określonego punktu.
Faza stała chromatografii nazywana jest fazą stacjonarną.
Chromatografia pozwala, oprócz rozdziału składników, na wyizolowanie i identyfikację składników mieszaniny.
Aby nastąpiło oddzielenie, faza ruchoma musi wejść w kontakt z fazą stacjonarną. W ten sposób składniki są rozdzielane zgodnie z ich powinowactwem do każdej fazy.
Zasadniczo istnieją dwa rodzaje chromatografii: cienkowarstwowa i kolumnowa.
Chromatografia kolumnowa może mieć ciekłą lub gazową fazę ruchomą.
Do czego służy chromatografia?
Chromatografia to A fizyczna metoda rozdzielania mieszanin w którym składniki, które mają być rozdzielone, są rozmieszczone w dwóch odrębnych fazach, z których jedna nazywana jest stacjonarną (stałą), a druga nazywana jest ruchomą, która będzie się poruszać w określonym kierunku. Substancje, uprzednio zmieszane, zostaną rozprowadzone w tych fazach, wykazując separację.
ta technika pozwala nie tylko na oddzielenie składników mieszaniny, ale także na ich wyizolowanie i wielokrotnie identyfikować składniki należące do mieszaniny. Niekiedy separacji dokonanej metodą chromatograficzną nie da się przeprowadzić inną metodą i dlatego jest ona pokazana jako technika mająca szerokie zastosowanie w kilku gałęziach nauka.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Jak przebiega chromatografia?
Chociaż istnieje wiele rodzajów chromatografii, każda technika chromatograficzna jest w oparciu o zasadę selektywnej retencji. W tym przypadku mieszaninę nanosi się na fazę stacjonarną, a następnie umieszcza się fazę ruchomą. Podczas kontaktu faza ruchoma ciągnie składniki, a ze względu na różne powinowactwa, jakie substancje w mieszaninie mają z fazą stacjonarną, uzyskuje się rozdział. Oznacza to, że składniki mieszaniny, które mają większe powinowactwo do fazy ruchomej, będą przez nią przenoszone o większej ruchliwości, podczas gdy te o niższym powinowactwie do fazy ruchomej będą miały niskie Mobilność.
Na powyższym obrazku faza ruchoma składa się z ciekłego rozpuszczalnika, który unosi się kapilarnie w roli, która pełni rolę fazy stacjonarnej. Próbka po interakcji z rozpuszczalnikiem rozdziela się. Im bardziej składnik przechodzi, tym silniejsza jest jego interakcja z fazą ruchomą.
Faza stacjonarna może składać się z ciała stałego lub cieczy utrwalonej w ciele stałym lub żelu, umożliwiające pakowanie kolumnowe lub rozprowadzanie w folii, szkle lub a ostrze. Faza ruchoma składa się z płynu, który może być płynny lub gazowy.
Przeczytaj też: Separacja magnetyczna, prosta destylacja i odparowywanie — techniki izolowania składników
Rodzaje chromatografii
Zasadniczo, Istnieją dwa rodzaje chromatografii: Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) i chromatografia kolumnowa. Więcej szczegółów na temat obu zostanie podanych poniżej.
chromatografia cienkowarstwowa
Zwana także chromatografią planarną, W tym trybie faza stacjonarna jest adsorbowana na płaskiej powierzchni.. Wśród jego zalet są niski koszt, szybkość rozdzielania, a także łatwość powtarzania, wykonania i zrozumienia.
Na ogół faza stacjonarna składa się z adsorbentu polarnego (takiego jak krzemionka, tlenek glinu, celuloza i poliamid), który przylega do powierzchni płytki (najczęściej szklanej). Istnieje już jednak komercjalizacja gotowych płytek, w których adsorbent jest przyczepiony do innych materiałów, np. aluminium, co skutkuje bardziej jednorodnym materiałem o różnych grubościach, zapewniając bardziej zadowalającą separację.
Ponieważ faza stacjonarna ma charakter polarny, interesujące jest to, że faza ruchoma ma charakter antagonistyczny, to znaczy niepolarny lub bardzo słabo polarny. Jednak wybór fazy ruchomej nie jest bardzo prosty, wymaga wcześniejszych analiz, aby mieć dobry rozdział składników.
Poniżej mamy wynik chromatografii cienkowarstwowej. Zwróć uwagę na oddzielne komponenty na całej planszy. Ten, który przebył krótszą drogę, ma większe powinowactwo z fazą stacjonarną.
chromatografia kolumnowa
W tym wypadku, faza stacjonarna jest umieszczona w cylindrycznej rurze. Średnica rury będzie zależała od rygoru technicznego, jaki zostanie przyjęty w separacji. Faza ruchoma, zwana także eluentem, przechodzi przez fazę stacjonarną i może być w stanie ciekłym lub gazowym. Po opuszczeniu kolumny eluent nazywany jest eluatem.
W tej technice próbka jest nakładana na szczyt kolumny. Fazę ruchomą można ułożyć na dwa sposoby: tworząc pastę z fazą stacjonarną, czyli tzw wypełnienie kolumny na mokro lub bezpośrednie nałożenie na próbkę, co jest znane jako wypełnienie kolumny na mokro. suchy sposób. Pierwszy składnik, który dociera do dna kolumny (który eluuje jako pierwszy) to ten, który ma największe powinowactwo do fazy ruchomej.
Chromatografia wewnątrzkolumnowa z płynnym eluentem, istnieje tak zwana wysokosprawna chromatografia cieczowa (Clae, czyli HPLC, co pochodzi z ang wysokosprawna chromatografia cieczowa). W Clae oprócz wysokich stosuje się kolumny metalowe naciski o fazie ruchomej i temperatury nieco powyżej temperatury otoczenia. Ostatnio aparat Clae'a został sprzężony ze spektrometrami masowymi. Takie spektrometry mają za zadanie zwiększenie wiarygodności rozdziału chromatograficznego, ponieważ pozwalają potwierdzić tożsamość rozdzielonych substancji, oprócz ich ilościowego określenia.
Identyfikacja substancji za pomocą chromatografii była trudniejsza bez użycia spektrometru masowego, jak to miało miejsce biorąc pod uwagę zasadniczo czas retencji, coś, co nie jest specyficzne dla związku (inne związki mogą mieć ten sam czas zatrzymanie).
Zobacz aparat Clae poniżej. Powyższe butelki składają się z fazy ruchomej. Na niższych poziomach znajdują się pompa wysokociśnieniowa i kolumna fazy stacjonarnej. Na końcu znajduje się detektor.
W chromatografii gazowej (GC), a gaz bezwładny opór, jak gaz szlachetny lub azot jako faza ruchoma. Fazą stacjonarną może być ciało stałe lub nielotna ciecz. Składniki, które mają być oddzielone, składają się z lotnych gazów lub cieczy.
Kolumna jest kapilarą o średnicy mniejszej niż 1 milimetr, ale o dużej długości, w zakresie od 25 do 30 metrów. A technika pozwala na oddzielenie kilkudziesięciu substancji z tej samej próbki. Podobnie jak Clae, często zdarza się, że spektrometr mas jest połączony z urządzeniem GC.
Poniżej znajduje się trójwymiarowa reprezentacja aparatu do chromatografii gazowej. Gaz nośny znajduje się w cylindrze, podczas gdy próbka jest wstrzykiwana przez strzykawkę. Zwinięta zielona rurka składa się z kolumny, która jest połączona z detektorem.
Rozwiązane ćwiczenia z chromatografii
Pytanie 1
(Uerj 2018) Chromatografia jest techniką rozdzielania substancji organicznych poprzez polaryzację ich cząsteczek. Załóżmy, że tą techniką analizowano naturalny barwnik i że w jego składzie znajdują się następujące substancje:
Po rozdzieleniu chromatograficznym cząsteczki barwnika podzielono na dwa etapy: w pierwszym zidentyfikowano cząsteczki z grupami polarnymi; w drugiej cząsteczka niepolarna.
O obecności substancji w drugiej fazie świadczy:
(TAM
(B) II
(C) III
(D) IV
Odpowiedź: Litera A.
Cząsteczka niepolarna to ta, która ma ich najmniej atomy lub grupy z bardzo elektroujemnymi atomami. W tym przypadku cząsteczką, która najlepiej spełnia to kryterium, jest cząsteczka I.
pytanie 2
(Enem 2017) Chromatografia bibułowa jest metodą rozdzielania opartą na zróżnicowanej migracji składników mieszaniny między dwiema niemieszającymi się fazami. Składniki próbki są rozdzielane pomiędzy fazę stacjonarną i fazę ruchomą poruszającą się po papierze. Faza stacjonarna składa się z praktycznie czystej celulozy, która może wchłonąć do 22% wody. To właśnie zaabsorbowana woda działa jak ciekła faza stacjonarna i oddziałuje z fazą ruchomą, również ciekłą (podział ciecz-ciecz). Składniki zdolne do tworzenia silniejszych oddziaływań międzycząsteczkowych z fazą stacjonarną migrują wolniej.
Mieszaninę heksanu z 5% (V/V) acetonu zastosowano jako fazę ruchomą w rozdzielaniu składników ekstraktu roślinnego otrzymanego z papryki. Załóżmy, że ten ekstrakt zawiera przedstawione substancje.
RIBEIRO, N. M.; NUNES, C. R. Analiza pigmentów pieprzu metodą chromatografii bibułowej. Nowa chemia w szkole, n. 29 sierpnia 2008 (dostosowany).
Substancja w mieszaninie, która migruje najwolniej to (a)
a) likopen.
B) α-karoten.
C) γ-karoten.
D) kapsorubina.
E) α-kryptoksantyna.
Odpowiedź: Litera D.
Cząsteczka, która ma większe oddziaływanie z celulozą (faza stacjonarna i charakter polarny, ponieważ zawiera 22% wody) będzie migrować wolniej. Tak więc wśród cząsteczek najbardziej polarną jest kapsorubina, ponieważ ma ona większą liczbę atomów lub grup atomów o dużej elektroujemność.
Stefano Araujo Novais
Nauczyciel chemii
Zobacz, jak działa destylacja frakcyjna i jaki sprzęt jest używany.
Zobacz jak pozyskiwane są tzw. olejki eteryczne metodą rozdzielania mieszanin zwaną destylacją z parą wodną!
Kliknij i sprawdź charakterystykę fuzji frakcyjnej i frakcjonowanego krzepnięcia.
Rozdzielanie mieszanin jednorodnych, destylacja frakcyjna, destylacja prosta, skraplacz, kolba destylacyjna, przemysł petrochemiczny, produkty ropopochodne, alembik.
Kliknij tutaj i dowiedz się, w jakich rodzajach mieszanin stosujemy separację magnetyczną, prostą destylację i odparowanie oraz jaki sprzęt stosujemy w każdym procesie.
