Mengapa Kromatografi Bekerja?

Kromatografi mengidentifikasi bahan kimia yang berbeda berdasarkan sifat dan mobilitas molekul dalam senyawa yang dianalisis. Kromatografi memungkinkan para ilmuwan memisahkan cairan dan gas mulai dari minyak bumi dan DNA hingga klorofil dan tinta pena. Siswa juga dapat menggunakan kromatografi untuk eksperimen dan proyek yang menyenangkan.

"Chromat-" berasal dari kata Yunani "chroma," yang berarti warna. "-Graphy" berasal dari bahasa Latin "-graphia" atau Yunani "graphein" dan berarti (per Merriam-Webster) "tulisan atau representasi dalam (ditentukan) dengan cara (ditentukan) atau dengan cara (ditentukan) atau dari objek (ditentukan).” Oleh karena itu, kromatografi secara harfiah berarti menulis atau mewakili dengan warna. Definisi yang lebih formal dari Merriam-Webster menyatakan bahwa kromatografi adalah "suatu proses di mana campuran kimia yang dibawa oleh cairan atau gas dipisahkan menjadi komponen-komponen sebagai akibat dari distribusi diferensial zat terlarut saat mereka mengalir di sekitar atau di atas cairan atau padatan yang diam tahap."

Kromatografi bekerja karena perbedaan sifat molekul dalam bahan. Beberapa molekul, seperti air, memiliki polaritas, sehingga mereka bertindak seperti magnet kecil. Beberapa molekul bersifat ionik, artinya atom-atom disatukan oleh perbedaan muatannya, sekali lagi seperti magnet kecil. Beberapa molekul berbeda dalam bentuk dan ukuran. Perbedaan sifat molekul ini memungkinkan para ilmuwan untuk memisahkan senyawa menjadi molekul individu menggunakan kromatografi.

Kromatografi juga bergantung pada mobilitas molekul. Dengan kata lain, kemampuan molekul untuk dipindahkan menentukan apakah kromatografi bekerja. Menempatkan molekul ke dalam fase gerak membutuhkan pelarutan zat dalam pelarut atau memiliki zat dalam tahap cair atau gas. Jika pelarut yang digunakan, pelarut tergantung pada bahan yang akan dipisahkan. Campuran cairan dan gas dapat didorong atau ditarik melalui bahan yang menyerap molekul saat mereka melewatinya. Apa pun bahan yang dianalisis, agar kromatografi berfungsi, bahan harus memiliki fase gerak.

Meskipun teknik kromatografi berbeda, semuanya bergantung pada kombinasi perbedaan molekuler dan mobilitas material. Kromatografi bekerja dengan melewatkan bahan terlarut, cair atau gas melalui bahan filter. Molekul terpisah menjadi lapisan saat molekul melewati filter. Mekanisme pemisahan tergantung pada metode penyaringan, yang ditentukan oleh jenis molekul yang akan dipisahkan. Tapi apapun metode yang digunakan, molekul bergerak dengan kecepatan yang berbeda melalui filter, memisahkan molekul menjadi lapisan yang sering muncul sebagai garis berwarna dalam bahan filter.

Secara umum, molekul yang lebih besar atau lebih berat bergerak melalui bahan filter lebih lambat daripada molekul yang lebih kecil atau lebih ringan. Molekul-molekul terpisah saat mereka bergerak karena mereka bergerak dengan kecepatan yang berbeda, jatuh seperti sedimen yang jatuh dari air saat volume atau energi air turun.

Sementara banyak tes kromatografi memerlukan peralatan dan teknik khusus, kromatografi dapat digunakan di beberapa percobaan di rumah dan sekolah dengan menggunakan bahan sederhana.

Analisis Tinta Pena

Sebuah demonstrasi sederhana dari kromatografi menggunakan filter kopi dan berbagai spidol. Jika pulpen menggunakan tinta yang larut dalam air, pelarut yang digunakan adalah air. Jika spidol menggunakan tinta permanen, isopropil alkohol sering berfungsi sebagai pelarut. Mulailah dengan meratakan saringan kopi. Tempatkan penyaring kopi di piring sekali pakai atau bahan lain untuk mencegah noda pada permukaan di bawahnya. Gunakan berbagai pena untuk membuat titik-titik di sekitar bagian tengah filter. Tambahkan air atau alkohol ke tengah filter kopi. Satu sendok teh bekerja dengan baik untuk ini. Jangan menambahkan cukup cairan untuk membuat genangan air; air atau alkohol harus mengembang keluar dari pusat. Saat cairan bergerak keluar dari pusat, tinta akan larut dan bergerak keluar dari pusat. Pigmen yang berbeda dalam tinta akan terpisah, dilakukan dari titik tinta awal dan disimpan dalam barisan berdasarkan molekul pigmen.

Kromatografi Klorofil

Proyek kromatografi yang sedikit lebih rumit tetapi sama menariknya memisahkan klorofil yang ditemukan pada daun. Klorofil terdapat pada daun tumbuhan. Meskipun klorofil berwarna hijau, sebagian besar daun juga mengandung pigmen tambahan seperti karotenoid, yang menciptakan warna merah dan oranye yang Anda lihat di musim gugur. Karotenoid ini dan pigmen lainnya terungkap saat klorofil hijau terdegradasi, itulah sebabnya daun tanaman gugur menunjukkan warna yang berbeda di musim gugur. Mulailah dengan memilih beberapa daun hijau. Hancurkan daun dan rendam potongan dalam isopropil alkohol atau aseton (juga disebut propanon). Klorofil akan keluar dari daun dan mengubah cairan menjadi hijau.

• Isopropil alkohol dan aseton keduanya mudah terbakar. Jangan letakkan atau gunakan ini di dekat atau dengan api atau sumber panas.

Untuk memisahkan pigmen, potong strip selebar sekitar satu inci dari bagian tengah penyaring kopi yang diratakan atau gunakan kertas kromatografi. Rekatkan salah satu ujung kertas ke pensil. Tuang sekitar 1 inci cairan ke dalam wadah yang sedikit lebih pendek dari strip kertas. Letakkan pensil di atas wadah sehingga bagian bawah kertas berada dalam cairan. Cairan akan naik di kertas karena aksi kapiler, membawa klorofil dan molekul pigmen lainnya. Saat cairan menguap, molekul tertinggal di atas kertas, menciptakan garis pigmen. Keluarkan kertas ketika garis menjadi berbeda karena jika kertas dibiarkan terlalu lama, cairan pada akhirnya akan membawa semua molekul pigmen ke bagian atas kertas.