溶液は、少なくとも2つの物質の均一な混合物です。 化学者が溶液または他の混合物にどの成分が存在するかを決定する必要がある場合、彼らはしばしばクロマトグラフィーと呼ばれる技術を使用します。 クロマトグラフィーは、混合物の成分を引き離して識別できるようにするプロセスです。 これは、研究だけでなく、医学や法医学などの他の業界でも使用される一般的な手法です。 クロマトグラフィーにはいくつかの種類がありますが、化学の原理が同じであるため、すべて機能します。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
クロマトグラフィーは、溶液または他の混合物の成分を分解して識別できるようにする科学的プロセスです。 これを実現するためにさまざまな材料が使用されていますが、すべてのタイプのクロマトグラフィーには「固定相」が含まれています 移動しない材料、および固定相を通過して溶液を運ぶ「移動相」材料 それと。 それらの分子特性に基づいて、溶液中のいくつかの化学物質は、他の化学物質よりも固定相とともに遠くまで移動します。 それらが広がると、化学物質はそれらが移動した距離とそれらの個々の特性によって識別できます。
ペーパークロマトグラフィー
クロマトグラフィーが溶液の各部分をどのように分離するかを理解する簡単な方法は、書かれた紙が濡れたときに何が起こるかを考えることです。 インクが紙全体に筋状に広がります。 誰もがこの意図しないバージョンのペーパークロマトグラフィーの経験があります。 解決策はインクであり、紙が濡れるとインク中の化学物質が分離します。 同じ方法を使用して、インク以外の溶液中の化学物質を分離します。
この方法では、一番下の紙に鉛筆の線を水平に描き、テストする溶液のドットを追加します。 乾いたら、紙を皿に縦に吊るします。 紙の底に達するのに十分な量の液体溶剤が皿に加えられますが、鉛筆の線には達しません。 溶剤は紙を登り始め、溶液の点に達すると、溶液中の化学物質を一緒に運び始めます。 ペーパークロマトグラフィーでは、紙は静止している実験の要素であるため、「静止」と呼ばれます。 段階。" 溶剤は紙の上を移動し、テスト対象の溶液を運びます。そのため、溶剤は「モバイル」として知られています。 段階。"
吸着
溶媒と溶液の両方の分子は、紙の分子と相互作用します。 それらは、吸着と呼ばれるプロセスで、一時的に紙の表面に付着します。 吸収とは異なり、吸着は永続的ではありません。 最終的に、分子は壊れて紙を登り続けますが、各化学成分の分子は紙の分子とは異なる方法で結合します。 他の化学物質の分子よりも早く剥がれ、紙の上をすばやく移動するものもあります。 溶剤が紙の上部にほぼ到達すると、蒸発する前にその位置を示すために鉛筆の線が引かれます。 元の溶液から分離した化学ドットの位置もマークされています。
化学物質が無色の場合、紫外線を照らすなど、他の技術でそれらを明らかにすることができます ドットを表示するために紙に、またはドットと反応してそれらを与える化学物質をスプレーする 色。 各ドットが移動した距離は、溶媒が移動した距離に対して測定される場合があります。 この比率は、保持係数、またはRとして知られていますf 値。 Rは混合物の成分を特定するのに役立ちます。f 値は既知の化学物質の値と比較できます。
クロマトグラフィーの原理
ペーパークロマトグラフィーは、クロマトグラフィーの一種にすぎません。 他の形態のクロマトグラフィーでは、固定相は、ガラス板などの他の多くの材料である可能性があります。 または液体でコーティングされたアルミニウム、液体で満たされた瓶、またはシリカのような固体粒子で満たされたカラム 結晶。 移動相は液体溶媒ではなく、気体の「溶離液」である可能性があります。 すべてのクロマトグラフィーは、 多くの異なる材料と技術で同じこと–移動相は静止したものを横切って移動します 段階。 溶液は、溶液の各部分がどれだけ溶解するかに基づいて、その成分に分離されます 移動相と一緒に運ばれ、吸着剤の固定相にどれだけ付着して遅くなるか ダウン。