A kromatografija je tehnika ločevanja, pri kateri se snovi ločijo glede na njihovo afiniteto za dve prisotni fazi pri metodi: fiksna faza, imenovana stacionarna, in druga mobilna faza, ki teče do določene točke v sistem. Tako široko uporabljena tehnika omogoča tudi identifikacijo in izolacijo snovi prisoten pri mešanica.
V osnovi obstajata dve vrsti te tehnike: v tankem sloju in v stolpcu. Znotraj kolonske kromatografije so sodobnejše tehnike, kot sta tekočinska kromatografija visoke ločljivosti (Clae) in plinska kromatografija. Oba sta bila široko uporabljena v metode ločevanja in identifikacijo komponent v kemični industriji.
Preberite tudi: Sejanje, ventilacija in magnetizacija – tehnike za ločevanje heterogenih mešanic
Teme tega članka
- 1 - Povzetek o kromatografiji
- 2 - Za kaj se uporablja kromatografija?
- 3 - Kako poteka kromatografija?
-
4 - Vrste kromatografije
- tankoplastna kromatografija
- kolonska kromatografija
- 5 - Rešene vaje iz kromatografije
Povzetek o kromatografiji
Kromatografija je fizikalna metoda ločevanja zmesi, pri kateri so komponente razporejene v fiksno fazo in drugo mobilno fazo, ki je usmerjena na določeno točko.
Fiksna faza kromatografije se imenuje stacionarna faza.
Kromatografija omogoča poleg ločevanja komponent tudi izolacijo in identifikacijo komponent zmesi.
Da pride do ločitve, mora mobilna faza priti v stik s stacionarno fazo. Na ta način so komponente ločene glede na njihovo sorodnost z vsako fazo.
V osnovi obstajata dve vrsti kromatografije: tankoplastna in kolonska.
Kolonska kromatografija ima lahko tekočo ali plinasto mobilno fazo.
Za kaj se uporablja kromatografija?
Kromatografija je a fizikalna metoda ločevanja zmesi v katerem so komponente, ki jih je treba ločiti, porazdeljene v dve različni fazi, od katerih se ena imenuje stacionarna (fiksna), druga pa mobilna, ki se bo premikala v določeni smeri. Snovi, ki so bile predhodno zmešane, bodo porazdeljene skozi te faze, kar bo pokazalo ločevanje.
to tehniko ne omogoča samo ločevanja komponent zmesi, temveč tudi izolacijo in večkrat identificirati sestavine, ki pripadajo zmesi. Včasih ločevanja s kromatografijo ni mogoče izvesti z drugo metodo, zato se kaže kot tehnika široke uporabe v več vejah znanost.
Ne nehaj zdaj... Po reklami je več ;)
Kako poteka kromatografija?
Čeprav obstaja veliko vrst kromatografije, je vsaka kromatografska tehnika temelji na načelu selektivne retencije. V tem primeru zmes nanesemo na stacionarno fazo in nato namestimo mobilno fazo. Mobilna faza ob stiku vleče komponente in zaradi različnih afinitet, ki jih imajo snovi v mešanici s stacionarno fazo, pride do ločitve. To pomeni, da bodo komponente zmesi, ki imajo večjo afiniteto do mobilne faze, prenesene s tem z večjo mobilnostjo, tisti z manjšo afiniteto do mobilne faze pa nizko mobilnost.
Na zgornji sliki je mobilna faza sestavljena iz tekočega topila, ki se kapilarno dviga v vlogi, ki igra vlogo stacionarne faze. Vzorec se po interakciji s topilom loči. Bolj ko komponenta prečka, večja je njena interakcija z mobilno fazo.
Stacionarna faza je lahko sestavljena iz trdne snovi ali tekočine, fiksirane v trdni snovi ali gelu, ki omogoča pakiranje kolone ali distribucijo v filmu, steklu ali a rezilo. Mobilna faza je sestavljena iz tekočine, ki je lahko tekoča ali plinasta.
Preberite tudi: Magnetna separacija, preprosta destilacija in izhlapevanje – tehnike za izolacijo komponent
Vrste kromatografije
v bistvu, Obstajata dve vrsti kromatografije: Tankoplastna kromatografija (TLC) in kolonska kromatografija. Več podrobnosti o obeh bo navedenih spodaj.
tankoplastna kromatografija
Imenuje se tudi planarna kromatografija, V tem načinu se stacionarna faza adsorbira na ravno površino.. Med njegovimi prednostmi so nizki stroški, hitrost ločevanja, pa tudi enostavnost ponavljanja, izvajanja in razumevanja.
Na splošno je stacionarna faza sestavljena iz polarnega adsorbenta (kot je silicijev dioksid, aluminijev oksid, celuloza in poliamid), ki se oprime površine plošče (najpogosteje stekla). Vendar že prihaja do komercializacije gotovih plošč, pri katerih je adsorbentni material pritrjen na druge materiale, kot je npr. aluminij, kar ima za posledico bolj enakomeren material z različnimi debelinami, kar zagotavlja bolj zadovoljivo ločevanje.
Ker je stacionarna faza polarne narave, je zanimivo, da ima mobilna faza antagonističen značaj, torej nepolaren ali zelo malo polaren. Vendar pa izbira mobilne faze ni zelo enostavna in zahteva predhodne analize za dobro ločitev komponent.
Spodaj imamo rezultat tankoplastne kromatografije. Bodite pozorni na ločene komponente po vsej plošči. Tisti, ki je prepotoval krajšo pot, ima večjo afiniteto s stacionarno fazo.
kolonska kromatografija
V tem primeru, stacionarna faza je nameščena v cilindrični cevi. Premer cevi bo odvisen od tehnične strogosti, ki bo sprejeta pri ločevanju. Mobilna faza, imenovana tudi eluent, prehaja skozi stacionarno fazo in je lahko v tekočem ali plinastem stanju. Ko zapusti kolono, se eluent imenuje eluat.
Pri tej tehniki se vzorec nanese na vrh stebra. Mobilno fazo lahko postavimo na dva načina: tvorimo pasto s stacionarno fazo, ki je znana kot mokro polnjenje kolone ali neposredni nanos na vzorec, kar je znano kot mokro polnjenje kolone. suh način. Prva komponenta, ki doseže dno kolone (ki se prva eluira), je tista z največjo afiniteto za mobilno fazo.
Znotraj kolonske kromatografije s tekočim eluentom, obstaja tako imenovana tekočinska kromatografija visoke ločljivosti (Clae ali HPLC, ki prihaja iz angl tekočinska kromatografija visoke ločljivosti). Pri Clae se poleg visokih uporabljajo kovinski stebri pritiski o mobilni fazi in temperature nekoliko nad temperaturo okolja. V zadnjem času je bil Claejev aparat povezan z masnimi spektrometri. Takšni spektrometri imajo funkcijo povečanja zanesljivosti kromatografskega ločevanja, saj poleg njihove kvantifikacije omogočajo potrditev identitete ločenih snovi.
Identifikacija snovi s kromatografijo je bila težja brez uporabe masnega spektrometra, saj se je upoštevajoč v bistvu retencijski čas, nekaj, kar ni specifično za spojino (druge spojine imajo lahko enak čas zadrževanje).
Spodaj si oglejte aparat Clae. Zgornje steklenice so sestavljene iz mobilne faze. Na spodnjih nivojih sta visokotlačna črpalka in stolpec stacionarne faze. Na koncu je detektor.
V plinski kromatografiji (GC) je a plin inertni upor, kot žlahtni plin ali dušik kot mobilna faza. Stacionarna faza je lahko trdna ali nehlapna tekočina. Komponente, ki jih je treba ločiti, so sestavljene iz hlapnih plinov ali tekočin.
Kolona je kapilara s premerom manj kot 1 milimeter, vendar z veliko dolžino, v območju od 25 do 30 metrov. A tehnika omogoča ločevanje več deset snovi iz istega vzorca. Tako kot Clae je tudi masni spektrometer običajno povezan z napravo GC.
Spodaj je tridimenzionalni prikaz aparata za plinsko kromatografijo. Nosilni plin je v jeklenki, medtem ko se vzorec vbrizga skozi brizgo. Zvita zelena cev je sestavljena iz kolone, ki je povezana z detektorjem.
Rešene vaje iz kromatografije
Vprašanje 1
(Uerj 2018) Kromatografija je tehnika za ločevanje organskih snovi s pomočjo polarnosti njihovih molekul. Predpostavimo, da je bilo naravno barvilo analizirano s to tehniko in da ima njegova sestava naslednje snovi:
Po kromatografski ločitvi smo molekule barvila razdelili v dve stopnji: v prvi smo identificirali molekule s polarnimi skupinami; v drugem pa nepolarna molekula.
Snov, prisotna v drugi fazi, je označena z:
(TAM
(B) II
(C)III
(D) IV
Odgovor: črka A.
Nepolarna molekula je tista z najmanjšim številom atomi ali skupine z zelo elektronegativnimi atomi. V tem primeru je molekula, ki najbolje izpolnjuje ta kriterij, molekula I.
vprašanje 2
(Enem 2017) Papirna kromatografija je metoda ločevanja, ki temelji na diferencialni migraciji komponent zmesi med dvema fazama, ki se ne mešata. Komponente vzorca so ločene med stacionarno in mobilno fazo, ki se gibljejo po papirju. Stacionarna faza je sestavljena iz skoraj čiste celuloze, ki lahko absorbira do 22 % vode. Absorbirana voda je tista, ki deluje kot tekoča stacionarna faza in medsebojno deluje z mobilno fazo, prav tako tekočino (razdelitev tekočina-tekočina). Komponente, ki so sposobne tvoriti močnejše medmolekularne interakcije s stacionarno fazo, migrirajo počasneje.
Pri ločevanju sestavin rastlinskega izvlečka, pridobljenega iz paprike, smo kot mobilno fazo uporabili mešanico heksana s 5% (V/V) acetona. Predpostavimo, da ta ekstrakt vsebuje predstavljene snovi.
RIBEIRO, N. M.; NUNES, C. R. Analiza pigmentov popra s papirno kromatografijo. Nova kemija v šoli, n. 29. avg. 2008 (prirejeno).
Snov v mešanici, ki migrira najpočasneje, je (a)
A) likopen.
B) α-karoten.
C) γ-karoten.
D) kapsorubin.
E) α-kriptoksantin.
Odgovor: črka D.
Molekula, ki ima večjo interakcijo s celulozo (stacionarna faza in polarni značaj, saj ima 22% vode), bo migrirala počasneje. Tako je med molekulami najbolj polaren kapsorubin, saj ima večje število atomov ali skupin atomov z visoko elektronegativnost.
Avtor: Stefano Araujo Novais
Učiteljica kemije
Oglejte si, kako deluje frakcijska destilacija in kakšna oprema se uporablja.
Poglejte, kako z metodo ločevanja mešanic, imenovano parna destilacija, pridobivajo tako imenovana eterična olja!
Kliknite in preverite značilnosti frakcijskega zlitja in frakcijskega strjevanja.
Ločevanje homogenih zmesi, frakcijska destilacija, preprosta destilacija, kondenzator, destilarna bučka, petrokemična industrija, naftni derivati, alembik.
Kliknite tukaj in izvedite, v katerih vrstah mešanic uporabljamo magnetno ločevanje, preprosto destilacijo in izhlapevanje ter opremo, ki se uporablja v posameznem procesu.
