A kromatografi är en separationsteknik där ämnen separeras enligt deras affinitet för två närvarande faser i metoden: en fast fas, kallad stationär, och en annan mobil fas, som flyter till en specifik punkt i systemet. En sådan allmänt använd teknik möjliggör också identifiering och isolering av ämnen närvarande vid blandning.
Det finns i princip två typer av denna teknik: i ett tunt lager och i en kolonn. Inom kolonnkromatografi finns mer moderna tekniker, såsom högpresterande vätskekromatografi (Clae) och gaskromatografi. Båda har använts flitigt i separationsmetoder och komponentidentifiering inom den kemiska industrin.
Läs också: Screening, ventilation och magnetisering — tekniker för att separera heterogena blandningar
Sammanfattning om kromatografi
Kromatografi är en fysikalisk metod för att separera blandningar där komponenterna är ordnade i en fast fas och en annan mobil fas, som är riktad till en specifik punkt.
Den fasta fasen av kromatografi kallas den stationära fasen.
Kromatografi tillåter, förutom separation av komponenter, att isolera och identifiera komponenter i blandningen.
För att separation ska ske måste den mobila fasen komma i kontakt med den stationära fasen. På detta sätt separeras komponenterna enligt deras affinitet med varje fas.
I grund och botten finns det två typer av kromatografi: tunt skikt och kolonn.
Kolonnkromatografi kan ha en flytande eller gasformig mobil fas.
Vad används kromatografi till?
Kromatografi är en fysisk metod för att separera blandningar där komponenterna som ska separeras är fördelade i två distinkta faser, varav en kallas stationär (fast) och den andra kallas mobil, som kommer att röra sig i en definierad riktning. Ämnena, som tidigare blandats, kommer att distribueras genom dessa faser, vilket visar separationen.
denna teknik tillåter inte bara att separera komponenterna i blandningen, utan också att isolera och, många gånger, identifiera komponenter som hör till blandningen. Ibland är den separation som görs genom kromatografi inte möjlig att utföra med en annan metod och därför visas den som en teknik med bred användning i flera grenar av vetenskap.
Hur går kromatografi till?
Även om det finns många typer av kromatografi, är varje kromatografisk teknik det baserad på principen om selektiv retention. I detta fall appliceras blandningen på den stationära fasen och därefter placeras den mobila fasen. Vid kontakt drar den mobila fasen komponenterna och på grund av de olika affiniteterna som ämnena i blandningen har med den stationära fasen erhålls en separation. Det vill säga komponenterna i blandningen som har större affinitet med den mobila fasen kommer att bäras av detta med större rörlighet, medan de med lägre affinitet för den mobila fasen kommer att ha låg rörlighet.
I bilden ovan är den mobila fasen sammansatt av ett flytande lösningsmedel, som stiger med kapilläritet i en roll, som spelar rollen som stationär fas. Provet separeras efter interaktion med lösningsmedlet. Ju mer komponenten passerar, desto större interaktion med den mobila fasen.
Den stationära fasen kan bestå av ett fast ämne eller en vätska fixerad i ett fast ämne eller en gel, tillåter kolonnpackning eller genom distribution i en film, ett glas eller en blad. Den mobila fasen består av en vätska, som kan vara flytande eller gasformig.
Läs också: Magnetisk separation, enkel destillation och indunstning — tekniker för att isolera komponenter
Typer av kromatografi
I grund och botten, Det finns två typer av kromatografi: tunnskiktskromatografi (TLC) och kolonnkromatografi. Mer information om båda kommer att listas nedan.
tunnskiktskromatografi
Kallas även plankromatografi, I detta läge adsorberas den stationära fasen på en plan yta.. Bland dess fördelar är låg kostnad, snabbhet vid separation, samt enkel upprepning, utförande och förståelse.
I allmänhet består den stationära fasen av en polär adsorbent (såsom kiseldioxid, aluminiumoxid, cellulosa och polyamid), som fäster på ytan av en platta (oftast glas). Det finns dock redan kommersialisering av färdiga plattor, där det adsorberande materialet fästs på andra material, som t.ex. aluminium, vilket resulterar i ett mer enhetligt material med olika tjocklekar, vilket säkerställer en mer tillfredsställande separation.
Eftersom den stationära fasen är polär till sin natur är det intressant att den mobila fasen har en antagonistisk karaktär, det vill säga opolär eller mycket lite polär. Valet av den mobila fasen är dock inte särskilt enkelt, vilket kräver tidigare analyser för att ha en bra separation av komponenterna.
Nedan har vi resultatet av en tunnskiktskromatografi. Lägg märke till de separata komponenterna över hela linjen. Den som gick en kortare väg har en större affinitet med den stationära fasen.
kolonnkromatografi
Isåfall, den stationära fasen placeras i ett cylindriskt rör. Rörets diameter kommer att bero på den tekniska rigoriteten som ska tillämpas vid separationen. Den mobila fasen, även kallad eluent, passerar genom den stationära fasen och kan vara i flytande eller gasformigt tillstånd. När man lämnar kolonnen kallas eluenten eluat.
I denna teknik appliceras provet på toppen av kolonnen. Den mobila fasen kan placeras på två sätt: att bilda en pasta med den stationära fasen, som är känd som våtkolonnfyllning, eller direkt applicering på provet, vilket är känt som våtkolonnfyllning. torrt sätt. Den första komponenten som når botten av kolonnen (som eluerar först) är den som har högst affinitet för den mobila fasen.
Inom kolonnkromatografi med flytande elueringsmedel, det finns den så kallade högpresterande vätskekromatografin (Clae, eller HPLC, som kommer från engelskan högpresterande vätskekromatografi). Hos Clae används metallpelare, förutom hög tryck om mobilfasen och temperaturer något över omgivningstemperaturen. På senare tid har Claes apparat kopplats ihop med masspektrometrar. Sådana spektrometrar har funktionen att öka tillförlitligheten av den kromatografiska separationen, eftersom de tillåter att bekräfta identiteten av de separerade substanserna, förutom att kvantifiera dem.
Identifieringen av ämnen genom kromatografi var svårare utan användning av en masspektrometer, som det gjordes med tanke på retentionstiden, något som inte är specifikt för en förening (andra föreningar kan ha samma tid bibehållande).
Se en Clae-apparat nedan. Flaskorna ovan består av den mobila fasen. På nivåerna nedan finns högtryckspumpen och den stationära faspelaren. I slutet finns en detektor.
Vid gaskromatografi (GC), a gas inert drag, som en ädelgas eller kväve, som mobil fas. Den stationära fasen kan vara en fast eller en icke-flyktig vätska. Komponenterna som ska separeras består av flyktiga gaser eller vätskor.
Kolonnen är en kapillär, med en diameter på mindre än 1 millimeter, men med en lång längd, i intervallet 25 till 30 meter. A tekniken gör det möjligt att separera dussintals ämnen från samma prov. Liksom Clae är det också vanligt att en masspektrometer kopplas till en GC-enhet.
Nedan är en tredimensionell representation av en gaskromatografiapparat. Bärgasen finns i cylindern, medan provet injiceras genom sprutan. Det lindade gröna röret består av kolonnen, som är ansluten till en detektor.
Lösta övningar om kromatografi
fråga 1
(Uerj 2018) Kromatografi är en teknik för att separera organiska ämnen genom deras molekylers polaritet. Antag att ett naturligt färgämne analyserades med denna teknik och att dess sammansättning har följande ämnen:
Efter kromatografisk separation delades färgämnesmolekylerna upp i två steg: i det första identifierades molekyler med polära grupper; i den andra, den opolära molekylen.
Ämnet som finns i den andra fasen indikeras av:
(DÄR
(B)II
(C)III
(D) IV
Svar: Bokstaven A.
En opolär molekyl är den med minst antal atomer eller grupper med mycket elektronegativa atomer. I det här fallet är den molekyl som bäst uppfyller detta kriterium molekyl I.
fråga 2
(Enem 2017) Papperskromatografi är en separationsmetod baserad på differentiell migration av komponenterna i en blandning mellan två oblandbara faser. Provkomponenterna separeras mellan den stationära fasen och den mobila fasen som rör sig på papperet. Den stationära fasen består av praktiskt taget ren cellulosa, som kan absorbera upp till 22 % vatten. Det är det absorberade vattnet som fungerar som en flytande stationär fas och som interagerar med den mobila fasen, även flytande (vätske-vätskefördelning). Komponenter som kan bilda starkare intermolekylära interaktioner med den stationära fasen migrerar långsammare.
En blandning av hexan med 5 % (V/V) aceton användes som en mobil fas vid separationen av komponenterna i ett växtextrakt erhållet från paprika. Antag att detta extrakt innehåller de representerade ämnena.
RIBEIRO, N. M.; NUNES, C. R. Analys av pepparpigment genom papperskromatografi. Ny kemi i skolan, n. 29, aug. 2008 (anpassad).
Det ämne i blandningen som migrerar långsammast är (a)
A) lykopen.
B) a-karoten.
C) y-karoten.
D) kapsorubin.
E) a-kryptoxantin.
Svar: Bokstaven D.
Den molekyl som har större interaktion med cellulosa (stationär fas och polär karaktär, eftersom den har 22 % vatten) kommer att migrera långsammare. Bland molekylerna är alltså kapsorubin den som har störst polär karaktär, eftersom den har ett större antal atomer eller grupper av atomer med hög elektronnegativitet.
Av Stefano Araujo Novais
Kemilärare
