Πώς μπορούν να διαχωριστούν μέρη μιας λύσης με χρωματογραφία;

Ένα διάλυμα είναι ένα ομοιογενές μείγμα τουλάχιστον δύο ουσιών. Όταν οι χημικοί πρέπει να προσδιορίσουν ποια συστατικά υπάρχουν σε ένα διάλυμα ή άλλο μείγμα, συχνά χρησιμοποιούν μια τεχνική που ονομάζεται χρωματογραφία. Η χρωματογραφία είναι μια διαδικασία που διαχωρίζει τα συστατικά ενός μείγματος έτσι ώστε να μπορούν να ταυτοποιηθούν. Αυτή είναι μια κοινή τεχνική που χρησιμοποιείται στην έρευνα, καθώς και σε άλλους κλάδους όπως η ιατρική και η εγκληματολογία. Υπάρχουν διάφοροι τύποι χρωματογραφίας, αλλά όλοι λειτουργούν λόγω των ίδιων αρχών χημείας.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Η χρωματογραφία είναι μια επιστημονική διαδικασία που διαχωρίζει τα συστατικά ενός διαλύματος ή άλλου μείγματος έτσι ώστε να μπορούν να ταυτοποιηθούν. Πολλά διαφορετικά υλικά χρησιμοποιούνται για την επίτευξη αυτού, αλλά κάθε τύπος χρωματογραφίας περιλαμβάνει μια «στάσιμη φάση» υλικό που δεν κινείται, και υλικό "κινητής φάσης" που ταξιδεύει πέρα ​​από τη στάσιμη φάση, μεταφέροντας τη λύση Με αυτό. Με βάση τις μοριακές τους ιδιότητες, ορισμένες χημικές ουσίες στο διάλυμα θα ταξιδέψουν μακρύτερα με τη στάσιμη φάση από άλλες. Μόλις εξαπλωθούν, οι χημικές ουσίες μπορούν να προσδιοριστούν από το πόσο μακριά ταξίδεψαν και τις ατομικές τους ιδιότητες.

Χρωματογραφία χαρτιού

Ένας απλός τρόπος για να καταλάβετε πώς η χρωματογραφία διαχωρίζει τα μέρη μιας λύσης είναι να σκεφτείτε τι συμβαίνει όταν ένα κομμάτι χαρτί με γραφή πάνω του βρέχεται. Το μελάνι απλώνεται σε όλο το χαρτί σε ραβδώσεις. Ο καθένας έχει εμπειρία με αυτήν την ακούσια έκδοση χρωματογραφίας χαρτιού. Η λύση είναι το μελάνι και οι χημικές ουσίες στο μελάνι διαχωρίζονται όταν το χαρτί βραχεί. Η ίδια μέθοδος χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό χημικών σε διαλύματα εκτός από το μελάνι.

Σε αυτήν τη μέθοδο, μια γραμμή μολυβιού σχεδιάζεται οριζόντια κατά μήκος του χαρτιού στο κάτω μέρος και προστίθεται μια κουκκίδα του διαλύματος που δοκιμάζεται. Όταν στεγνώνει, το χαρτί κρέμεται κάθετα πάνω σε ένα πιάτο. Προστίθεται αρκετός υγρός διαλύτης στο πιάτο για να φτάσει στο κάτω μέρος του χαρτιού, αλλά όχι στη γραμμή μολυβιού. Ο διαλύτης αρχίζει να αναρριχείται στο χαρτί και όταν φτάσει στο σημείο του διαλύματος, αρχίζει να μεταφέρει μαζί του τις χημικές ουσίες στο διάλυμα. Στη χρωματογραφία χαρτιού, το χαρτί είναι το στοιχείο του πειράματος που παραμένει ακίνητο, επομένως ονομάζεται «στάσιμο φάση." Ο διαλύτης ανεβαίνει το χαρτί, φέρνοντας το διάλυμα που δοκιμάζεται μαζί του, οπότε ο διαλύτης είναι γνωστός ως «κινητό» φάση."

Προσρόφηση

Μόρια τόσο στο διαλύτη όσο και στο διάλυμα αλληλεπιδρούν με τα μόρια στο χαρτί. Κολλούνται προσωρινά στην επιφάνεια του χαρτιού, σε μια διαδικασία που ονομάζεται προσρόφηση. Σε αντίθεση με την απορρόφηση, η προσρόφηση δεν είναι μόνιμη. Τελικά, τα μόρια απελευθερώνονται και συνεχίζουν να ανεβαίνουν στο χαρτί, αλλά τα μόρια σε κάθε χημικό συστατικό συνδέονται διαφορετικά με τα μόρια στο χαρτί. Μερικοί αποκολλούνται πιο γρήγορα και ταξιδεύουν πάνω στο χαρτί πιο γρήγορα από τα μόρια των άλλων χημικών. Όταν ο διαλύτης φτάσει σχεδόν στην κορυφή του χαρτιού, σχεδιάζεται μια γραμμή μολυβιού για να σημειωθεί η θέση του πριν εξατμιστεί. Σημειώνονται επίσης οι θέσεις των χημικών κουκίδων που διαχωρίζονται από το αρχικό διάλυμα.

Εάν οι χημικές ουσίες είναι άχρωμες, άλλες τεχνικές μπορούν να τις αποκαλύψουν, όπως λάμψη υπεριώδους φωτός στο χαρτί για να δείξετε τις τελείες, ή ψεκάζοντας μια χημική ουσία που θα αντιδράσει με τις τελείες και θα τις δώσει χρώμα. Μερικές φορές η απόσταση κάθε κουκκίδας που μετράται μετριέται σε σχέση με την απόσταση που διανύθηκε ο διαλύτης. Αυτή η αναλογία είναι γνωστή ως συντελεστής κατακράτησης, ή Rφά αξία. Είναι χρήσιμο για τον προσδιορισμό των συστατικών ενός μείγματος, επειδή το Rφά Η τιμή μπορεί να συγκριθεί με εκείνες των γνωστών χημικών.

Αρχές της Χρωματογραφίας

Η χρωματογραφία χαρτιού είναι μόνο ένα είδος χρωματογραφίας. Σε άλλες μορφές χρωματογραφίας, η στάσιμη φάση θα μπορούσε να είναι ένας αριθμός άλλων υλικών, όπως μια γυάλινη πλάκα ή αλουμίνιο επικαλυμμένο με υγρό, βάζο γεμάτο με υγρό ή στήλη γεμάτη με στερεά σωματίδια όπως σίλικα κρύσταλλα. Η κινητή φάση μπορεί να μην είναι καν υγρός διαλύτης, αλλά αέριο «εκλουστικό». Όλη η χρωματογραφία λειτουργεί κάνοντας το ίδιο πράγμα με πολλά διαφορετικά υλικά και τεχνικές - μια κινητή φάση μετακινείται πέρα ​​ή μέσω ενός στατικού φάση. Η λύση διαχωρίζεται στα συστατικά της με βάση το πόσο διαλύεται κάθε μέρος του διαλύματος η κινητή φάση και μεταφέρεται, και πόσο κολλάει στην προσροφητική στατική φάση και επιβραδύνεται κάτω.

  • Μερίδιο
instagram viewer