O soluție este un amestec omogen de cel puțin două substanțe. Când chimiștii trebuie să stabilească ce componente sunt prezente într-o soluție sau alt amestec, ei folosesc adesea o tehnică numită cromatografie. Cromatografia este un proces care separă componentele unui amestec, astfel încât să poată fi identificate. Aceasta este o tehnică comună utilizată în cercetare, precum și în alte industrii, cum ar fi medicina și criminalistica. Există mai multe tipuri de cromatografie, dar toate funcționează datorită acelorași principii chimice.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Cromatografia este un proces științific care separă componentele unei soluții sau al altui amestec, astfel încât acestea să poată fi identificate. Multe materiale diferite sunt folosite pentru a realiza acest lucru, dar fiecare tip de cromatografie include o „fază staționară” material care nu se mișcă și un material "fază mobilă" care călătorește peste faza staționară, purtând soluția Cu acesta. Pe baza proprietăților lor moleculare, unele substanțe chimice din soluție vor călători mai departe cu faza staționară decât altele. Odată ce sunt răspândite, substanțele chimice pot fi identificate după cât de departe au călătorit și proprietățile lor individuale.
Cromatografia pe hârtie
O modalitate simplă de a înțelege cum separă cromatografia părțile unei soluții este să vă gândiți la ce se întâmplă atunci când o bucată de hârtie cu scris pe ea se udă. Cerneala se întinde pe hârtie în dungi. Toată lumea are experiență cu această versiune neintenționată a cromatografiei pe hârtie. Soluția este cerneala, iar substanțele chimice din cerneală se separă atunci când hârtia se udă. Aceeași metodă este utilizată pentru a separa substanțele chimice în alte soluții decât cerneala.
În această metodă, o linie de creion este trasată orizontal pe hârtie chiar în partea inferioară și se adaugă un punct al soluției testate. Când se usucă, hârtia este atârnată vertical peste un vas. Se adaugă suficient vas de solvent lichid în vas pentru a ajunge la fundul hârtiei, dar nu și linia creionului. Solventul începe să urce pe hârtie și, când ajunge la punctul de soluție, începe să transporte cu el substanțele chimice din soluție. În cromatografia pe hârtie, hârtia este elementul experimentului care rămâne nemișcat, așa că este numit „staționar fază." Solventul deplasează hârtia în sus, aducând soluția testată cu ea, astfel încât solventul este cunoscut sub numele de „mobil fază."
Adsorbţie
Moleculele din solvent și soluție interacționează cu moleculele din hârtie. Acestea se blochează temporar pe suprafața hârtiei, într-un proces numit adsorbție. Spre deosebire de absorbție, adsorbția nu este permanentă. În cele din urmă, moleculele se eliberează și continuă să urce pe hârtie, dar moleculele din fiecare componentă chimică se leagă diferit de moleculele din hârtie. Unele se desprind mai repede și călătoresc pe hârtie mai repede decât moleculele celorlalte substanțe chimice. Când solventul a ajuns aproape de partea de sus a hârtiei, se trasează o linie de creion pentru a marca locația acestuia înainte de a se evapora. Pozițiile punctelor chimice care s-au separat de soluția originală sunt, de asemenea, marcate.
Dacă substanțele chimice sunt incolore, alte tehnici le pot dezvălui, cum ar fi lumina ultravioletă strălucitoare pe hârtie pentru a arăta punctele sau pulverizarea unei substanțe chimice care va reacționa cu punctele și le va da culoare. Uneori, distanța parcursă de fiecare punct este măsurată în raport cu distanța parcursă de solvent. Acest raport este cunoscut sub numele de factor de retenție sau Rf valoare. Este util pentru identificarea componentelor unui amestec, deoarece Rf valoarea poate fi comparată cu cele ale substanțelor chimice cunoscute.
Principiile cromatografiei
Cromatografia pe hârtie este doar un singur tip de cromatografie. În alte forme de cromatografie, faza staționară ar putea fi o serie de alte materiale, cum ar fi o placă de sticlă sau aluminiu acoperit cu un lichid, un borcan umplut cu lichid sau o coloană umplută cu particule solide precum silice cristale. Faza mobilă poate să nu fie chiar un solvent lichid, ci un „eluant” gazos. Toată cromatografia funcționează realizând același lucru cu multe materiale și tehnici diferite - o fază mobilă este deplasată peste sau printr-un staționar fază. Soluția este separată în componentele sale în funcție de cât de mult se dizolvă fiecare parte a soluției faza mobilă și este transportată de-a lungul și cât de mult se lipeste de faza staționară adsorbantă și încetinește jos.