Kuinka ratkaisun osat voidaan erottaa kromatografialla?

Liuos on vähintään kahden aineen homogeeninen seos. Kun kemistien on määritettävä, mitä komponentteja liuoksessa tai muussa seoksessa on, he käyttävät usein tekniikkaa, jota kutsutaan kromatografiaksi. Kromatografia on prosessi, joka vetää erilleen seoksen komponentit, jotta ne voidaan tunnistaa. Tämä on yleinen tekniikka, jota käytetään tutkimuksessa sekä muilla teollisuudenaloilla, kuten lääketieteessä ja rikosteknologiassa. Kromatografiaa on useita tyyppejä, mutta ne kaikki toimivat samojen kemiallisten periaatteiden vuoksi.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Kromatografia on tieteellinen prosessi, joka vetää erilleen liuoksen tai muun seoksen komponentit, jotta ne voidaan tunnistaa. Tämän saavuttamiseksi käytetään monia erilaisia ​​materiaaleja, mutta jokainen kromatografiatyyppi sisältää "paikallaan olevan vaiheen" materiaali, joka ei liiku, ja "liikkuva vaihe" -materiaali, joka kulkee paikallaan olevan vaiheen ohi ja kuljettaa liuosta sen kanssa. Molekyylisten ominaisuuksiensa perusteella jotkut liuoksessa olevat kemikaalit kulkevat kauemmas kiinteän faasin kanssa kuin toiset. Kun kemikaalit ovat levinneet, ne voidaan tunnistaa niiden matkan ja yksilöllisten ominaisuuksien perusteella.

Yksinkertainen tapa ymmärtää, miten kromatografia erottaa ratkaisun osat, on miettiä, mitä tapahtuu, kun paperikappale, johon on kirjoitettu, kastuu. Muste leviää paperin yli juovina. Jokaisella on kokemusta paperin kromatografian tahattomasta versiosta. Ratkaisu on muste, ja musteen kemikaalit erottuvat, kun paperi kastuu. Samaa menetelmää käytetään kemikaalien erottamiseen muissa liuoksissa kuin musteessa.

Tässä menetelmässä lyijykynä viiva piirretään vaakasuoraan paperin poikki aivan alareunaan ja lisätään piste testattavasta liuoksesta. Kun se kuivuu, paperi ripustetaan pystysuoraan astian päälle. Tarpeeksi nestemäistä liuotinta lisätään astiaan paperin pohjan saavuttamiseksi, mutta ei lyijykynän viivaa. Liuotin alkaa kiivetä paperia, ja kun se saavuttaa liuospisteen, se alkaa kuljettaa liuoksessa olevia kemikaaleja mukanaan. Paperikromatografiassa paperi on kokeen osa, joka pysyy paikallaan, joten sitä kutsutaan "paikallaan" vaiheessa. " Liuotin liikkuu paperia ylöspäin, jolloin testattava liuos saadaan sen kanssa, joten liuotin tunnetaan nimellä "liikkuva vaiheessa. "

Sekä liuottimessa että liuoksessa olevat molekyylit ovat vuorovaikutuksessa paperin molekyylien kanssa. Ne jumittuvat väliaikaisesti paperin pinnalle prosessissa, jota kutsutaan adsorptioksi. Toisin kuin imeytyminen, adsorptio ei ole pysyvää. Lopulta molekyylit irtoavat ja jatkavat kiipeämistä paperilla, mutta kunkin kemiallisen komponentin molekyylit sitoutuvat eri tavalla paperin molekyylien kanssa. Jotkut irtoavat nopeammin ja matkustavat paperia nopeammin kuin muiden kemikaalien molekyylit. Kun liuotin on melkein saavuttanut paperin yläosan, vedetään lyijykynä viiva sen sijainnin merkitsemiseksi ennen kuin se haihtuu. Alkuperäisestä liuoksesta erotettujen kemiallisten pisteiden sijainnit on myös merkitty.

Jos kemikaalit ovat värittömiä, muut tekniikat voivat paljastaa ne, kuten ultraviolettivalon loistaminen paperille osoittamaan pisteitä tai ruiskuttamalla kemikaalia, joka reagoi pisteiden kanssa ja antaa niille väri. Joskus etäisyys, jonka kukin piste on kulunut, mitataan suhteessa liuottimen kulkemaan etäisyyteen. Tämä suhde tunnetaan retentio- tekijänä tai R: nä_f arvo. Se on hyödyllinen seoksen komponenttien tunnistamiseksi, koska R_f arvoa voidaan verrata tunnettujen kemikaalien arvoon.

Paperikromatografia on vain yksi kromatografia. Muissa kromatografian muodoissa kiinteä faasi voi olla joukko muita materiaaleja, kuten lasilevy tai alumiini, joka on päällystetty nesteellä, nesteellä täytetty purkki tai pylväs, joka on täytetty kiinteillä hiukkasilla, kuten piidioksidi kiteitä. Liikkuva faasi ei ehkä ole edes nestemäinen liuotin, vaan kaasumainen "eluentti". Kaikki kromatografia toimii tekemällä sama asia monilla erilaisilla materiaaleilla ja tekniikoilla - liikkuva vaihe siirretään paikallaan tai sen läpi vaihe. Liuos jaetaan komponentteihin sen perusteella, kuinka paljon kukin liuoksen osa liukenee liikkuva vaihe ja sitä kuljetetaan pitkin, ja kuinka paljon se tarttuu adsorbentin paikallaan olevaan vaiheeseen ja hidastuu alas.