Hogyan lehet a megoldás egyes részeit elválasztani kromatográfiával?

Az oldat legalább két anyag homogén keveréke. Amikor a vegyészeknek meg kell határozniuk, hogy az oldatban vagy más keverékben milyen komponensek vannak, gyakran kromatográfiának nevezett technikát alkalmaznak. A kromatográfia olyan eljárás, amely szétválasztja a keverék összetevőit, hogy azonosíthatók legyenek. Ez a kutatásban, valamint más iparágakban, például az orvostudományban és az igazságügyi orvostudományban alkalmazott gyakori technika. A kromatográfiának több típusa létezik, de ezek mind ugyanazok a kémiai elvek miatt működnek.

TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)

A kromatográfia olyan tudományos folyamat, amely az oldat vagy más keverék összetevőit széthúzza, hogy azonosíthatók legyenek. Ennek megvalósításához sokféle anyagot használnak, de a kromatográfia minden típusa tartalmaz "álló fázist" anyag, amely nem mozog, és egy "mozgó fázis" anyag, amely az álló fázison túl halad, hordozva az oldatot ezzel. Molekuláris tulajdonságaik alapján az oldatban található egyes vegyi anyagok az állófázissal messzebbre jutnak, mint mások. Miután kijuttatták őket, a vegyi anyagok azonosíthatók az általuk megtett út és egyedi tulajdonságaik alapján.

Egyszerű módja annak megértésének, hogy a kromatográfia hogyan választja el a megoldás részeit, ha elgondolkodunk azon, hogy mi történik, ha egy papírlap, amelyen rajta van az írás, nedves lesz. A tinta csíkokban terül el a papíron. Mindenkinek van tapasztalata a papírkromatográfia ezzel a nem szándékos változatával. A megoldás a tinta, és a tintában lévő vegyszerek elválnak, amikor a papír nedves lesz. Ugyanezt a módszert használják a vegyszerek szétválasztására a tintától eltérő oldatokban.

Ennél a módszernél egy ceruzavonalat vízszintesen húznak a papír aljára, és hozzáadják a tesztelt oldat egy pontját. Amikor megszárad, a papírt függőlegesen az edény fölé függesztik. Elég folyékony oldószert adunk az edénybe, hogy elérjük a papír alját, de a ceruza vonalát nem. Az oldószer kezd mászni a papíron, és amikor eléri az oldat pontját, elkezdi magával vinni az oldatban lévő vegyszereket. A papírkromatográfiában a papír az a kísérlet eleme, amely mozdulatlan marad, ezért „állónak” nevezzük fázis." Az oldószer felfelé mozog a papíron, így a vizsgálandó oldatot magával hozza, így az oldószert „mobilnak” nevezik fázis."

Az oldószerben és az oldatban lévő molekulák kölcsönhatásba lépnek a papír molekuláival. Átmenetileg beragadnak a papír felületére, az adszorpciónak nevezett folyamatban. Az abszorpcióval ellentétben az adszorpció nem állandó. Végül a molekulák felszabadulnak és tovább másznak a papírra, de az egyes kémiai komponensek molekulái eltérően kötődnek a papír molekuláihoz. Néhányan gyorsabban ragadnak le, és gyorsabban haladnak felfelé a papíron, mint a többi vegyi anyag molekula. Amikor az oldószer majdnem elérte a papír tetejét, egy ceruzavonalat rajzolnak a helyének megjelölésére, mielőtt elpárologna. Az eredeti oldattól elválasztott kémiai pontok helyzete szintén meg van jelölve.

Ha a vegyszerek színtelenek, más technikák felfedhetik őket, például ragyogó ultraibolya fény a papíron, hogy megmutassák a pontokat, vagy permetezzen egy vegyszert, amely reagál a pontokkal és megadja őket szín. Néha az egyes pontok által megtett távolságot az oldószer megtett távolságához viszonyítva mérik. Ezt az arányt retenciós faktornak vagy R-nek nevezik_f érték. Hasznos a keverék összetevőinek azonosításához, mert az R_f értéke összehasonlítható az ismert vegyi anyagok értékével.

A papírkromatográfia csak egyfajta kromatográfia. A kromatográfia más formáiban az állófázis számos más anyag lehet, például egy üveglemez vagy folyadékkal bevont alumínium, folyadékkal töltött edény vagy szilárd részecskékkel, például szilícium-dioxiddal töltött oszlop kristályok. A mobil fázis lehet, hogy nem is folyékony oldószer, hanem gáznemű „eluens”. Az összes kromatográfia a ugyanaz a dolog, sokféle anyaggal és technikával - a mozgó fázist egy álló helyzetben vagy azon keresztül mozgatják fázis. Az oldatot alkotórészekre osztjuk annak alapján, hogy az oldat egyes részei mennyire oldódnak fel a mobil fázist, és azt hordozzák, és mennyire tapad az adszorbens álló fázishoz és lassul le.