როგორ შეიძლება გამოყოფის ნაწილების გამოყოფა ქრომატოგრაფიით?

ხსნარი არის მინიმუმ ორი ნივთიერების ერთგვაროვანი ნარევი. როდესაც ქიმიკოსებმა უნდა დაადგინონ, რომელი კომპონენტებია ხსნარში ან სხვა ნარევში, ისინი ხშირად იყენებენ ტექნიკას, რომელსაც ქრომატოგრაფია ეწოდება. ქრომატოგრაფია არის პროცესი, რომელიც აშორებს ნარევის კომპონენტებს ისე, რომ მათი იდენტიფიცირება მოხდეს. ეს ჩვეულებრივი ტექნიკაა, რომელიც გამოიყენება როგორც კვლევაში, ასევე სხვა ინდუსტრიებში, როგორიცაა მედიცინა და სასამართლო ექსპერტიზა. არსებობს რამდენიმე სახის ქრომატოგრაფია, მაგრამ ყველა ისინი მუშაობს ერთი და იგივე ქიმიის პრინციპების გამო.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ქრომატოგრაფია არის სამეცნიერო პროცესი, რომელიც გამოყოფს ხსნარის ან სხვა ნარევის კომპონენტებს, რათა მათი იდენტიფიცირება მოხდეს. ამის მისაღწევად გამოიყენება მრავალი სხვადასხვა მასალა, მაგრამ ყველა სახის ქრომატოგრაფია მოიცავს "სტაციონარულ ფაზას". მასალა, რომელიც არ მოძრაობს და "მობილური ფაზის" მასალა, რომელიც სტაციონარულ ფაზას გადის და ხსნარს ატარებს მასთან ერთად. მათი მოლეკულური თვისებებიდან გამომდინარე, ხსნარში შემავალი ზოგიერთი ქიმიური ნივთიერება სტაციონარულ ფაზასთან შედარებით უფრო შორს იმოძრავებს, ვიდრე სხვები. მათი გავრცელების შემდეგ, ქიმიკატების იდენტიფიცირება შესაძლებელია მათი შორს გავლისა და მათი ინდივიდუალური თვისებების მიხედვით.

მარტივი გზა იმის გასაგებად, თუ როგორ ჰყოფს ქრომატოგრაფია ხსნარის ნაწილებს, არის იმაზე ფიქრი, თუ რა ხდება, როდესაც მასზე დაწერილი ფურცელი დასველდება. მელანი ავრცელებს ქაღალდს ზოლებზე. ყველას აქვს გამოცდილება ქაღალდის ქრომატოგრაფიის ამ უნებლიე ვერსიასთან. გამოსავალი არის მელანი, ხოლო ქიმიური ნივთიერებები მელანში გამოყოფს ქაღალდის დასველებისას. იგივე მეთოდი გამოიყენება მელნის გარდა სხვა ხსნარებში ქიმიკატების გამოსაყოფად.

ამ მეთოდით, ფანქრის ხაზი ჰორიზონტალურად იხაზება ქაღალდის ფსკერზე, ბოლოში და ემატება გამოსაცდელი ხსნარის წერტილი. გაშრობისას, ქაღალდი ვერტიკალურად ეკიდება ჭურჭელს. თხევადი გამხსნელი ემატება კერძს, რომ მიაღწიოს ფურცლის ფსკერს, მაგრამ არა ფანქრის ხაზს. გამხსნელი იწყებს ქაღალდზე ასვლას, ხოლო როდესაც იგი ხსნარის წერტილს მიაღწევს, იგი იწყებს მასში ხსნარში შემავალი ქიმიკატების გადატანას. ქაღალდის ქრომატოგრაფიაში, ქაღალდი არის ექსპერიმენტის ელემენტი, რომელიც რჩება უძრავად, ამიტომ მას უწოდებენ „სტაციონარულს ფაზა ”. გამხსნელი გადაადგილდება ქაღალდზე, რის შედეგადაც ხსნარი იტესტება, ამიტომ გამხსნელი ცნობილია როგორც "მობილური ფაზა ”.

მოლეკულები, როგორც გამხსნელი, ასევე ხსნარი, ურთიერთქმედებენ ქაღალდის მოლეკულებთან. ისინი დროებით იჭედება ქაღალდის ზედაპირზე, პროცესში, რომელსაც ადსორბცია ეწოდება. შთანთქმისგან განსხვავებით, ადსორბცია არ არის მუდმივი. საბოლოოდ, მოლეკულები თავისუფლდებიან და აგრძელებენ ქაღალდზე ასვლას, მაგრამ თითოეულ ქიმიურ კომპონენტში არსებული მოლეკულები განსხვავებულად კავშირშია ქაღალდის მოლეკულებთან. ზოგი უფრო სწრაფად იხსნება და უფრო სწრაფად მიდის ქაღალდზე, ვიდრე სხვა ქიმიკატების მოლეკულები. როდესაც გამხსნელმა თითქმის მიაღწია ქაღალდის მწვერვალს, ფანქრის ხაზი იწერება მისი მდებარეობის აღსანიშნავად, სანამ ის ორთქლდება. ასევე აღინიშნება ორიგინალური ხსნარისგან გამოყოფილი ქიმიური წერტილების პოზიციები.

თუ ქიმიკატები უფეროა, სხვა ტექნიკას შეუძლია მათი გამოვლენა, მაგალითად ულტრაიისფერი სინათლის ანათება ქაღალდზე წერტილების დასანახად, ან ქიმიური ნივთიერების შესხურება, რომელიც რეაგირებს წერტილებზე და მისცემს მათ ფერი ზოგჯერ მანძილი, რომელიც გადის თითოეულ წერტილს, იზომება გამტარუნარიანობის მანძილთან შედარებით. ეს თანაფარდობა ცნობილია, როგორც შეკავების ფაქტორი, ან R_ვ ღირებულება ეს სასარგებლოა ნარევის კომპონენტების დასადგენად, რადგან R_ვ ღირებულება შეიძლება შედარდეს ცნობილი ქიმიკატების მაჩვენებლებთან.

ქაღალდის ქრომატოგრაფია მხოლოდ ერთი სახის ქრომატოგრაფიაა. ქრომატოგრაფიის სხვა ფორმებში, სტაციონარული ფაზა შეიძლება იყოს მთელი რიგი სხვა მასალები, მაგალითად, შუშის ფირფიტა ან ალუმინის დაფარული სითხე, ქილა ივსება თხევადი ან სვეტი, რომელიც ივსება მყარი ნაწილაკებით, როგორიცაა სილიციუმი კრისტალები. მობილური ფაზა შეიძლება თხევადი გამხსნელი კი არ იყოს, არამედ აირისებრი "გამშლელი". ყველა ქრომატოგრაფია მუშაობს ერთი და იგივე მრავალი სხვადასხვა მასალისა და ტექნიკის გამოყენებით - მობილური ფაზა გადაადგილდება სტაციონარული გზით ან მისით ფაზა ხსნარი გამოყოფილია მის კომპონენტებად იმის საფუძველზე, თუ რამდენაში იხსნება ხსნარის თითოეული ნაწილი მობილური ფაზა და ხორციელდება გასწვრივ და რამდენად ეკიდება ადსორბენტულ სტაციონარულ ფაზას და ანელებს ქვემოთ