Wie können Teile einer Lösung durch Chromatographie getrennt werden?

Eine Lösung ist ein homogenes Gemisch aus mindestens zwei Stoffen. Wenn Chemiker bestimmen müssen, welche Komponenten in einer Lösung oder einem anderen Gemisch vorhanden sind, verwenden sie häufig eine Technik namens Chromatographie. Chromatographie ist ein Verfahren, das die Bestandteile einer Mischung auseinanderzieht, damit sie identifiziert werden können. Dies ist eine gängige Technik, die in der Forschung sowie in anderen Branchen wie der Medizin und der Forensik verwendet wird. Es gibt verschiedene Arten der Chromatographie, die jedoch alle nach den gleichen chemischen Prinzipien funktionieren.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Chromatographie ist ein wissenschaftliches Verfahren, bei dem die Komponenten einer Lösung oder eines anderen Gemischs auseinandergezogen werden, damit sie identifiziert werden können. Dafür werden viele verschiedene Materialien verwendet, aber jede Art der Chromatographie beinhaltet eine "stationäre Phase". Material, das sich nicht bewegt, und ein Material der "mobilen Phase", das sich an der stationären Phase vorbeibewegt und die Lösung trägt damit. Aufgrund ihrer molekularen Eigenschaften wandern einige Chemikalien in der Lösung weiter mit der stationären Phase als andere. Sobald sie verteilt sind, können die Chemikalien anhand ihrer Wegstrecke und ihrer individuellen Eigenschaften identifiziert werden.

Ein einfacher Weg, um zu verstehen, wie die Chromatographie die Teile einer Lösung trennt, besteht darin, darüber nachzudenken, was passiert, wenn ein Blatt Papier mit Schrift nass wird. Die Tinte verteilt sich in Streifen über das Papier. Jeder hat Erfahrung mit dieser ungewollten Variante der Papierchromatographie. Die Lösung ist die Tinte, und die Chemikalien in der Tinte trennen sich, wenn das Papier nass wird. Das gleiche Verfahren wird verwendet, um Chemikalien in anderen Lösungen als Tinte abzutrennen.

Bei dieser Methode wird ganz unten ein Bleistiftstrich horizontal über das Papier gezogen und ein Punkt der zu testenden Lösung hinzugefügt. Nach dem Trocknen wird das Papier senkrecht über eine Schüssel gehängt. Es wird so viel flüssiges Lösungsmittel in die Schale gegeben, dass der Boden des Papiers erreicht wird, jedoch nicht der Bleistiftstrich. Das Lösungsmittel beginnt auf dem Papier zu klettern, und wenn es den Lösungspunkt erreicht, beginnt es, die Chemikalien in der Lösung mitzunehmen. In der Papierchromatographie ist das Papier das stillstehende Element des Experiments, daher wird es als „stationär“ bezeichnet Phase." Das Lösungsmittel bewegt sich auf dem Papier nach oben und bringt die zu testende Lösung mit, daher wird das Lösungsmittel als "Mobile" bezeichnet Phase."

Moleküle sowohl im Lösungsmittel als auch in der Lösung interagieren mit den Molekülen im Papier. Sie bleiben vorübergehend an der Oberfläche des Papiers hängen, was als Adsorption bezeichnet wird. Im Gegensatz zur Absorption ist die Adsorption nicht dauerhaft. Schließlich lösen sich die Moleküle und klettern weiter auf dem Papier, aber die Moleküle in jeder chemischen Komponente verbinden sich anders mit den Molekülen im Papier. Einige lösen sich schneller und wandern das Papier schneller hinauf als die Moleküle der anderen Chemikalien. Wenn das Lösungsmittel fast den oberen Rand des Papiers erreicht hat, wird eine Bleistiftlinie gezogen, um seine Position zu markieren, bevor es verdunstet. Die Positionen der chemischen Punkte, die sich von der ursprünglichen Lösung getrennt haben, sind ebenfalls markiert.

Wenn die Chemikalien farblos sind, können sie durch andere Techniken sichtbar gemacht werden, z auf das Papier, um die Punkte zu zeigen, oder eine Chemikalie zu sprühen, die mit den Punkten reagiert und sie freigibt Farbe. Manchmal wird die Strecke, die jeder Punkt zurückgelegt hat, relativ zu der Strecke gemessen, die das Lösungsmittel zurückgelegt hat. Dieses Verhältnis ist als Retentionsfaktor oder R. bekannt_f Wert. Es ist nützlich, um die Komponenten eines Gemisches zu identifizieren, da das R_f Wert kann mit denen bekannter Chemikalien verglichen werden.

Die Papierchromatographie ist nur eine Art der Chromatographie. Bei anderen Formen der Chromatographie kann die stationäre Phase eine Reihe anderer Materialien sein, z. B. eine Glasplatte oder mit einer Flüssigkeit beschichtetes Aluminium, ein mit Flüssigkeit gefülltes Gefäß oder eine mit Feststoffpartikeln wie Kieselsäure gefüllte Säule Kristalle. Die mobile Phase ist möglicherweise nicht einmal ein flüssiges Lösungsmittel, sondern ein gasförmiger „Eluent“. Alle Chromatographie funktioniert, indem sie die Gleiches gilt für viele verschiedene Materialien und Techniken – eine mobile Phase wird über oder durch eine stationäre bewegt Phase. Die Lösung wird in ihre Bestandteile getrennt, je nachdem, in wie viel sich jeder Teil der Lösung auflöst der mobilen Phase und wird mitgeführt, und wie stark es an der stationären Adsorbens-Phase haftet und verlangsamt Nieder.