А хроматография метод разделения, при котором вещества разделяются в соответствии с их сродством к двум присутствующим фазам в методе: неподвижная фаза, называемая стационарной, и другая подвижная фаза, которая течет в определенную точку в система. Такой широко используемый метод также позволяет идентифицировать и изолировать вещества присутствовать на смесь.
Есть в основном два типа этой техники: в тонком слое и в столбце. В колоночной хроматографии используются более современные методы, такие как высокоэффективная жидкостная хроматография (Clae) и газовая хроматография. Оба нашли широкое применение в методы разделения идентификация компонентов в химической промышленности.
Читайте также: Экранирование, вентиляция и намагничивание — методы разделения гетерогенных смесей
Резюме по хроматографии
Хроматография представляет собой физический метод разделения смесей, в котором компоненты располагаются в неподвижной фазе и другой подвижной фазе, направленной в определенную точку.
Неподвижная фаза хроматографии называется неподвижной фазой.
Хроматография позволяет помимо разделения компонентов выделять и идентифицировать компоненты смеси.
Для разделения подвижная фаза должна войти в контакт с неподвижной фазой. Таким образом, компоненты разделяются в соответствии с их сродством к каждой фазе.
В основном существует два типа хроматографии: тонкослойная и колоночная.
Колоночная хроматография может иметь жидкую или газообразную подвижную фазу.
Для чего используется хроматография?
Хроматография – это физический метод разделения смесей в котором компоненты, подлежащие разделению, распределяются на две отдельные фазы, одна из которых называется стационарной (фиксированной), а другая — подвижной, которая будет двигаться в определенном направлении. Вещества, предварительно смешанные, будут распределяться по этим фазам, демонстрируя разделение.
эта техника позволяет не только разделить компоненты смеси, но и изолировать и, во многих случаях, идентифицировать компоненты, входящие в состав смеси. Иногда хроматографическое разделение невозможно провести другим методом, и поэтому оно показано как метод, широко используемый в нескольких областях науки. наука.
Как происходит хроматография?
Хотя существует много типов хроматографии, каждый хроматографический метод по принципу избирательного удержания. В этом случае смесь наносится на неподвижную фазу, а затем на подвижную фазу. При контакте подвижная фаза увлекает компоненты и благодаря различному сродству веществ в смеси с неподвижной фазой получается разделение. То есть компоненты смеси, имеющие большее сродство к подвижной фазе, будут переноситься этой с большей подвижностью, в то время как те, у кого меньше сродство к подвижной фазе, будут иметь низкую мобильность.
На изображении выше подвижная фаза состоит из жидкого растворителя, который поднимается по капиллярам в роли, играющей роль стационарной фазы. Образец после взаимодействия с растворителем расслаивается. Чем больше проходит компонент, тем сильнее его взаимодействие с подвижной фазой.
Неподвижная фаза может состоять из твердого тела или жидкости, закрепленных в твердом теле или геле. допускается упаковка колонок или распределение в пленке, стакане или лезвие. Подвижная фаза состоит из жидкости, которая может быть жидкой или газообразной.
Читать тоже: Магнитная сепарация, простая перегонка и выпаривание — методы выделения компонентов
Типы хроматографии
По сути, Существует два типа хроматографии: Тонкослойная хроматография (ТСХ) и колоночная хроматография. Более подробная информация об обоих будет указана ниже.
тонкослойная хроматография
Также называется планарной хроматографией. В этом режиме неподвижная фаза адсорбируется на плоской поверхности.. Среди его достоинств — низкая стоимость, скорость в разделении, а также легкость повторения, исполнения и понимания.
Как правило, неподвижная фаза состоит из полярного адсорбента (такого как диоксид кремния, оксид алюминия, целлюлоза и полиамид), который прилипает к поверхности пластины (чаще всего стекла). Однако уже есть коммерциализация готовых пластин, в которых адсорбирующий материал прикреплен к другим материалам, таким как алюминий, что приводит к более однородному материалу различной толщины, что обеспечивает более удовлетворительное разделение.
Поскольку стационарная фаза полярна по своей природе, интересно, что подвижная фаза имеет антагонистический характер, т. е. неполярна или очень слабо полярна. Однако выбор подвижной фазы не очень прост и требует предварительного анализа для хорошего разделения компонентов.
Ниже представлен результат тонкослойной хроматографии.. Обратите внимание на отдельные компоненты по всем направлениям. Тот, который прошел более короткий путь, имеет большее сходство со стационарной фазой.
колоночная хроматография
В таком случае, неподвижная фаза помещена в цилиндрическую трубку. Диаметр трубы будет зависеть от технической строгости, которую необходимо соблюдать при разделении. Подвижная фаза, также называемая элюентом, проходит через неподвижную фазу и может быть в жидком или газообразном состоянии. При выходе из колонки элюент называется элюатом.
В этом методе образец наносится на верхнюю часть колонны.. Подвижную фазу можно разместить двумя способами: сформировать пасту с неподвижной фазой, известную как влажное заполнение колонки или прямое нанесение на образец, известное как влажное заполнение колонки. сухой способ. Первым компонентом, достигшим дна колонки (который элюируется первым), является компонент с наивысшим сродством к подвижной фазе.
При колоночной хроматографии с жидким элюентом существует так называемая высокоэффективная жидкостная хроматография. (Clae, или ВЭЖХ, что происходит от англ. высокоэффективная жидкостная хроматография). В Clae, кроме высоких, используются металлические колонны. давления о подвижной фазе и температуры немного выше температуры окружающей среды. В последнее время аппарат Клэ был соединен с масс-спектрометрами. Такие спектрометры имеют функцию повышения надежности хроматографического разделения, так как позволяют, помимо количественного определения, подтверждать идентичность разделяемых веществ.
Идентификация веществ методом хроматографии была более сложной без применения масс-спектрометра, как это делалось учитывая в основном время удерживания, что-то, что не является специфичным для соединения (другие соединения могут иметь такое же время удержание).
См. аппарат Clae ниже. Бутылки, показанные выше, состоят из подвижной фазы. На уровнях ниже находятся насос высокого давления и колонна неподвижной фазы. В конце есть детектор.
В газовой хроматографии (ГХ) газ инертное сопротивление, как благородный газ или азот в качестве подвижной фазы. Неподвижная фаза может быть твердой или нелетучей жидкостью. Разделяемые компоненты состоят из летучих газов или жидкостей.
Колонка представляет собой капилляр диаметром менее 1 миллиметра, но большой длины, в пределах от 25 до 30 метров. А метод позволяет разделить десятки веществ из одного и того же образца. Как и Clae, масс-спектрометр также часто подключается к устройству GC.
Ниже представлено трехмерное изображение аппарата для газовой хроматографии. Газ-носитель находится в баллоне, а образец вводится через шприц. Спиральная зеленая трубка состоит из колонки, соединенной с детектором.
Решенные упражнения по хроматографии
Вопрос 1
(Uerj 2018) Хроматография — это метод разделения органических веществ по полярности их молекул. Предположим, что по этой методике был проанализирован природный краситель, в состав которого входят следующие вещества:
После хроматографического разделения молекулы красителя разделяли на два этапа: на первом идентифицировали молекулы с полярными группами; во втором — неполярная молекула.
На вещество, присутствующее во второй фазе, указывают:
(ТАМ
(Б) II
(С) III
(Г) IV
Ответ: Буква А.
Неполярная молекула – это молекула с наименьшим числом атомы или группы с очень электроотрицательными атомами. В этом случае молекула, которая лучше всего соответствует этому критерию, — это молекула I.
вопрос 2
(Enem 2017) Бумажная хроматография — это метод разделения, основанный на дифференциальной миграции компонентов смеси между двумя несмешивающимися фазами. Компоненты образца разделяются между неподвижной фазой и подвижной фазой, движущейся по бумаге. Неподвижная фаза состоит из практически чистой целлюлозы, способной поглощать до 22% воды. Именно поглощенная вода работает как жидкая неподвижная фаза и взаимодействует с подвижной фазой, также жидкой (раздел жидкость-жидкость). Компоненты, способные к более сильным межмолекулярным взаимодействиям с неподвижной фазой, мигрируют медленнее.
Смесь гексана с 5% (об/об) ацетона использовали в качестве подвижной фазы при разделении компонентов растительного экстракта, полученного из перца. Предположим, что этот экстракт содержит представленные вещества.
РИБЕЙРО, Н. М.; НУНЕС, К. Р. Анализ пигментов перца методом бумажной хроматографии. Новая химия в школе, н. 29, авг. 2008 г. (адаптировано).
Вещество в смеси, которое мигрирует медленнее всего, это: а)
А) ликопин
Б) α-каротин.
в) γ-каротин.
г) капсорубин.
Д) α-криптоксантин.
Ответ: Буква Д.
Молекула, имеющая большее взаимодействие с целлюлозой (стационарная фаза и полярный характер, так как содержит 22% воды), будет мигрировать медленнее. Таким образом, среди молекул наибольшей полярностью обладает капсорубин, так как он имеет большее число атомов или групп атомов с высокой электроотрицательность.
Стефано Араужо Новаис
Учитель химии