Разтворът е хомогенна смес от поне две вещества. Когато химиците трябва да определят какви компоненти присъстват в разтвор или друга смес, те често използват техника, наречена хроматография. Хроматографията е процес, който отделя компонентите на сместа, за да могат да бъдат идентифицирани. Това е често срещана техника, използвана в научните изследвания, както и в други отрасли като медицина и криминалистика. Има няколко вида хроматография, но всички те работят поради едни и същи химични принципи.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Хроматографията е научен процес, който отделя компонентите на разтвор или друга смес, за да могат да бъдат идентифицирани. За постигането на това се използват много различни материали, но всеки тип хроматография включва "стационарна фаза" материал, който не се движи, и материал "подвижна фаза", който преминава през неподвижната фаза, носейки разтвора с него. Въз основа на техните молекулни свойства, някои химикали в разтвора ще се движат по-далеч със стационарната фаза, отколкото други. След като се разпространят, химикалите могат да бъдат идентифицирани по това колко далеч са пътували и техните индивидуални свойства.
Хартиена хроматография
Един прост начин да разберете как хроматографията разделя частите на разтвора е да помислите какво се случва, когато лист хартия с надпис върху него се намокри. Мастилото се разпространява по хартията на ивици. Всеки има опит с тази неволна версия на хартиена хроматография. Решението е мастилото и химикалите в мастилото се отделят, когато хартията се намокри. Същият метод се използва за разделяне на химикали в разтвори, различни от мастило.
При този метод се изчертава линия молив хоризонтално през хартията в самото дъно и се добавя точка от тествания разтвор. Когато изсъхне, хартията се окачва вертикално върху съд. Към съда се добавя достатъчно течен разтворител, за да достигне дъното на хартията, но не и моливната линия. Разтворителят започва да се изкачва по хартията и когато достигне точката на разтвора, започва да носи химикалите в разтвора със себе си. При хартиената хроматография хартията е елементът на експеримента, който остава неподвижен, затова се нарича „неподвижен фаза. " Разтворителят се движи нагоре по хартията, носейки разтвора, който се тества със себе си, така че разтворителят е известен като „мобилен фаза. "
Адсорбция
Молекулите както в разтворителя, така и в разтвора взаимодействат с молекулите в хартията. Те временно се забиват на повърхността на хартията, в процес, наречен адсорбция. За разлика от абсорбцията, адсорбцията не е постоянна. В крайна сметка молекулите се освобождават и продължават да се изкачват по хартията, но молекулите във всеки химичен компонент се свързват по различен начин с молекулите в хартията. Някои се разлепват по-бързо и пътуват нагоре по хартията по-бързо от молекулите на другите химикали. Когато разтворителят почти е достигнал върха на хартията, се очертава линия с молив, за да се отбележи местоположението му, преди да се изпари. Позициите на химическите точки, отделени от оригиналния разтвор, също са маркирани.
Ако химикалите са безцветни, други техники могат да ги разкрият, например светеща ултравиолетова светлина върху хартията, за да покаже точките, или пръскане на химикал, който ще реагира с точките и ще ги даде цвят. Понякога разстоянието, което всяка измината точка се измерва спрямо разстоянието, изминато от разтворителя. Това съотношение е известно като коефициент на задържане или Rе стойност. Полезно е за идентифициране на компонентите на сместа, тъй като Rе стойност може да се сравни с тези на известни химикали.
Принципи на хроматографията
Хартиената хроматография е само един вид хроматография. При други форми на хроматография стационарната фаза може да бъде редица други материали, като стъклена плоча или алуминий, покрит с течност, буркан, пълен с течност, или колона, пълна с твърди частици като силициев диоксид кристали. Подвижната фаза може дори да не е течен разтворител, а газообразен „елуент“. Всички хроматографии работят чрез едно и също нещо с много различни материали и техники - мобилната фаза се премества през или през стационарна фаза. Разтворът се разделя на неговите компоненти въз основа на това колко се разтваря всяка част от разтвора подвижната фаза и се носи заедно и колко се придържа към адсорбиращата стационарна фаза и се забавя надолу.