Lahus on vähemalt kahe aine homogeenne segu. Kui keemikud peavad kindlaks määrama, millised komponendid lahuses või muus segus esinevad, kasutavad nad sageli tehnikat, mida nimetatakse kromatograafiaks. Kromatograafia on protsess, mis tõmbab segu komponendid lahku, et neid oleks võimalik tuvastada. See on levinud tehnika, mida kasutatakse nii teadusuuringutes kui ka teistes tööstusharudes, näiteks meditsiinis ja kohtuekspertiisis. Kromatograafiat on mitut tüüpi, kuid need kõik töötavad samade keemiliste põhimõtete tõttu.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Kromatograafia on teaduslik protsess, mis tõmbab lahuse või muu segu komponendid lahku, et neid oleks võimalik tuvastada. Selle saavutamiseks kasutatakse palju erinevaid materjale, kuid iga tüüpi kromatograafia sisaldab "statsionaarset faasi" materjal, mis ei liigu, ja "liikuva faasi" materjal, mis läbib statsionaarset faasi, kandes lahust sellega. Molekulaarsete omaduste põhjal liiguvad mõned lahuses olevad kemikaalid statsionaarse faasiga kaugemale kui teised. Kui need on laiali laotatud, saab kemikaale tuvastada nende läbitud kauguse ja nende individuaalsete omaduste järgi.
Paberkromatograafia
Lihtne viis mõista, kuidas kromatograafia lahuse osi lahutab, on mõelda, mis juhtub, kui paber, millele on kirjutatud, saab märjaks. Tint levib üle paberi triipudena. Kõigil on kogemusi selle paberikromatograafia tahtmatu versiooniga. Lahendus on tint ja tindi kemikaalid eralduvad, kui paber märjaks saab. Sama meetodit kasutatakse kemikaalide eraldamiseks muudes lahustes kui tint.
Selle meetodi korral tõmmatakse pliiatsijoon horisontaalselt üle paberi kõige põhja ja lisatakse testitava lahuse punkt. Kui see kuivab, riputatakse paber vertikaalselt tassi kohale. Nõu lisatakse paberi põhja jõudmiseks piisavalt vedelat lahustit, kuid mitte pliiatsijoont. Lahusti hakkab paberile ronima ja kui see jõuab lahuse punktini, hakkab see lahuses olevaid kemikaale endaga kaasas kandma. Paberkromatograafias on paber katse element, mis püsib paigal, nii et seda nimetatakse “statsionaarseks” faas. ” Lahusti liigub paberit ülespoole, tuues sellega testitava lahuse, nii et lahustit tuntakse kui “mobiilset faas. ”
Adsorptsioon
Nii lahustis kui ka lahuses olevad molekulid on koostoimes paberi molekulidega. Nad jäävad ajutiselt paberi pinnale kinni, seda protsessi nimetatakse adsorptsiooniks. Erinevalt imendumisest ei ole adsorptsioon püsiv. Lõpuks molekulid vabanevad ja jätkavad paberil ronimist, kuid iga keemilise komponendi molekulid seovad paberi molekulidega erinevalt. Mõni eemaldub kiiremini ja liigub paberil ülespoole kiiremini kui teiste kemikaalide molekulid. Kui lahusti on peaaegu jõudnud paberi ülaosani, tõmmatakse pliiatsijoon selle asukoha märkimiseks enne aurustumist. Samuti on märgitud alglahusest eraldunud keemiliste täppide asukohad.
Kui kemikaalid on värvusetud, võivad muud meetodid neid paljastada, näiteks ultraviolettvalguse paistmine paberil täppide näitamiseks või pihustades kemikaali, mis reageerib täppidega ja annab neile värv. Mõnikord mõõdetakse iga läbitud punkti vahemaa lahusti läbitud vahemaa suhtes. Seda suhet tuntakse retentsioonitegurina ehk R-naf väärtus. See on kasulik segu komponentide tuvastamiseks, kuna Rf väärtust saab võrrelda teadaolevate kemikaalide omadega.
Kromatograafia põhimõtted
Paberkromatograafia on ainult üks kromatograafia liik. Kromatograafia muudes vormides võib statsionaarseks faasiks olla veel mitu materjali, näiteks klaasplaat või vedelikuga kaetud alumiinium, vedelikuga täidetud purk või tahkete osakestega nagu ränidioksiidiga täidetud kolonn kristallid. Liikuv faas ei pruugi olla isegi vedel lahusti, vaid gaasiline "eluent". Kogu kromatograafia töötab seda tehes sama asi paljude erinevate materjalide ja tehnikatega - liikuv faas liigutatakse statsionaarselt üle või läbi faas. Lahus jagatakse komponentideks selle põhjal, kui palju lahuse iga osa lahustub liikuv faas ja seda kantakse kaasa ning kui palju see adsorbeeriva statsionaarse faasi külge kleepub ja aeglustub alla.