크로마토 그래피는 분석중인 화합물에서 분자의 특성과 이동성을 기반으로 다양한 화학 물질을 식별합니다. 크로마토 그래피를 통해 과학자들은 석유와 DNA에서 엽록소 및 펜 잉크에 이르는 액체와 기체를 분리 할 수 있습니다. 학생들은 실험과 재미있는 프로젝트를 위해 크로마토 그래피를 사용할 수도 있습니다.
크로마토 그래피 정의
"Chromat-"는 색상을 의미하는 그리스어 "chroma"에서 유래되었습니다. "-Graphy"는 라틴어 "-graphia"또는 그리스어 "graphein"에서 유래하며 Merriam-Webster에 따라 (지정된) 방식 또는 (지정된) 수단 또는 (지정된) 개체에 의해. "크로마토 그래피는 문자 그대로 쓰거나 표현하는 것을 의미합니다. 색상. Merriam-Webster의보다 공식적인 정의에 따르면 크로마토 그래피는 "액체 또는 기체에 의해 운반되는 화학 혼합물이 고정 된 액체 또는 고체 주변 또는 위로 흐를 때 용질의 차등 분포의 결과로 구성 요소로 분리 단계."
크로마토 그래피 제한
크로마토 그래피는 물질의 분자 특성이 다르기 때문에 작동합니다. 물과 같은 일부 분자는 극성이 있으므로 작은 자석처럼 작동합니다. 일부 분자는 이온 성이므로 원자는 다시 작은 자석처럼 전하 차이에 의해 함께 고정됩니다. 일부 분자는 모양과 크기가 다릅니다. 이러한 분자 특성의 차이로 인해 과학자들은 크로마토 그래피를 사용하여 화합물을 개별 분자로 분리 할 수 있습니다.
크로마토 그래피는 또한 분자의 이동성에 따라 달라집니다. 즉, 분자의 이동 능력이 크로마토 그래피의 작동 여부를 결정합니다. 분자를 이동상에 넣으려면 물질을 용매에 용해 시키거나 물질을 액체 또는 기체 단계에 두어야합니다. 용매를 사용하는 경우 용매는 분리 할 재료에 따라 다릅니다. 액체 및 기체 혼합물은 분자가 통과 할 때 흡수하는 물질을 통해 밀거나 당겨질 수 있습니다. 어떤 물질이 분석 되든 상관없이 크로마토 그래피가 작동하려면 물질에 이동상이 있어야합니다.
크로마토 그래피가 작동하는 이유
크로마토 그래피 기술은 다르지만 모두 분자 차이와 물질 이동성의 조합에 따라 달라집니다. 크로마토 그래피는 용해 된 물질, 액체 또는 기체를 필터 물질에 통과시키는 방식으로 작동합니다. 분자가 필터를 통과함에 따라 분자는 층으로 분리됩니다. 분리 메커니즘은 분리 할 분자의 종류에 따라 결정되는 필터링 방법에 따라 다릅니다. 그러나 어떤 방법을 사용하든 분자는 필터를 통해 서로 다른 속도로 이동하여 분자를 필터 재료에서 종종 컬러 라인으로 나타나는 층으로 분리합니다.
일반적으로 더 크거나 무거운 분자는 더 작거나 가벼운 분자보다 더 느리게 필터 재료를 통과합니다. 분자들은 서로 다른 속도로 이동하기 때문에 분리되어 물의 부피 나 에너지가 떨어지면서 물에서 떨어지는 퇴적물처럼 떨어집니다.
샘플 크로마토 그래피 프로젝트
많은 크로마토 그래피 테스트에는 특수 장비와 기술이 필요하지만 크로마토 그래피는 간단한 재료를 사용하는 일부 가정 및 학교 실험에서 사용할 수 있습니다.
펜 잉크 분석
크로마토 그래피의 간단한 데모는 커피 필터와 다양한 마커 펜을 사용합니다. 펜이 수용성 잉크를 사용하는 경우 사용되는 용매는 물입니다. 마커가 영구 잉크를 사용하는 경우 이소 프로필 알코올이 종종 솔벤트로 작동합니다. 커피 필터를 평평하게 펴서 시작하십시오. 커피 필터를 일회용 접시 또는 기타 재료에 올려 놓아 밑에있는 표면이 더러워지지 않도록합니다. 다양한 펜을 사용하여 필터 중앙 부분에 점을 만듭니다. 커피 필터 중앙에 물이나 알코올을 추가합니다. 티스푼이 잘 작동합니다. 웅덩이를 만들기 위해 충분한 액체를 추가하지 마십시오. 물이나 알코올이 중앙에서 확장되어야합니다. 액체가 중앙에서 밖으로 이동하면 잉크가 용해되어 중앙에서 바깥쪽으로 이동합니다. 잉크의 다른 안료는 분리되어 초기 잉크 스팟에서 수행되며 안료 분자에 따라 행으로 증착됩니다.
엽록소 크로마토 그래피
좀 더 복잡하지만 똑같이 흥미로운 크로마토 그래피 프로젝트는 잎에서 발견되는 엽록소를 분리합니다. 엽록소는 식물의 잎에서 발생합니다. 엽록소는 녹색이지만 대부분의 잎에는 카로티노이드와 같은 추가 색소가 포함되어있어 가을에 볼 수있는 붉은 색과 주황색을 만듭니다. 이 카로티노이드와 기타 색소는 녹색 엽록소가 분해되면서 드러나기 때문에 낙엽 식물 잎은 가을에 다른 색을 보입니다. 여러 개의 녹색 잎을 선택하여 시작하십시오. 잎을 부수고 이소 프로필 알코올이나 아세톤 (프로 파논이라고도 함)에 담근다. 엽록소가 잎에서 새어 나와 액체를 녹색으로 바꿉니다.
경고
이소 프로필 알코올과 아세톤은 모두 가연성입니다. 이들을 두거나 화염 또는 열원 근처 또는 함께 사용하지 마십시오.
안료를 분리하려면 평평한 커피 필터 중앙에서 약 1 인치 너비의 스트립을 자르거나 크로마토 그래피 용지를 사용하십시오. 종이의 한쪽 끝을 연필에 테이프로 붙입니다. 종이 스트립보다 약간 짧은 용기에 약 1 인치의 액체를 붓습니다. 종이의 바닥이 액체에 들어가도록 용기의 상단에 연필을 놓습니다. 액체는 모세관 작용으로 인해 종이에서 올라와 엽록소 및 기타 안료 분자를 함께 운반합니다. 액체가 증발함에 따라 분자는 종이에 남겨져 안료 선을 만듭니다. 종이가 너무 오래 방치되면 액체가 결국 모든 안료 분자를 종이 위로 운반하기 때문에 선이 뚜렷해지면 종이를 제거하십시오.