Roztok je homogénna zmes najmenej dvoch látok. Keď chemici potrebujú zistiť, ktoré zložky sú prítomné v roztoku alebo inej zmesi, často používajú techniku nazývanú chromatografia. Chromatografia je proces, ktorý rozdeľuje zložky zmesi tak, aby ich bolo možné identifikovať. Toto je bežná technika používaná vo výskume, ako aj v iných priemyselných odvetviach, ako je medicína a súdne lekárstvo. Existuje niekoľko typov chromatografie, ale všetky fungujú kvôli rovnakým chemickým princípom.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Chromatografia je vedecký proces, ktorý rozdeľuje zložky roztoku alebo inej zmesi tak, aby ich bolo možné identifikovať. Na tento účel sa používa veľa rôznych materiálov, ale každý typ chromatografie obsahuje „stacionárnu fázu“ materiál, ktorý sa nepohybuje, a materiál „mobilnej fázy“, ktorý prechádza okolo stacionárnej fázy a nesie riešenie s tým. Na základe svojich molekulárnych vlastností sa niektoré chemikálie v roztoku dostanú so stacionárnou fázou ďalej ako iné. Po ich rozšírení je možné chemikálie identifikovať podľa toho, ako ďaleko prešli a podľa ich individuálnych vlastností.
Chromatografia na papieri
Jednoduchý spôsob, ako pochopiť, ako chromatografia oddeľuje časti roztoku, je premýšľať o tom, čo sa stane, keď kúsok papiera, na ktorom je nápis, zvlhne. Atrament sa šíri po papieri v pruhoch. Každý má skúsenosti s touto neúmyselnou verziou papierovej chromatografie. Riešením je atrament a chemikálie v atramente sa oddelia, keď papier navlhne. Rovnaká metóda sa používa na oddelenie chemikálií v iných roztokoch ako je atrament.
Pri tejto metóde sa ceruzka nakreslí vodorovne cez papier úplne dole a pridá sa bodka testovaného roztoku. Keď vyschne, papier sa zvislo zavesí nad misku. Do misky sa pridá dostatok tekutého rozpúšťadla, aby sa dostalo na spodok papiera, ale nie po čiaru ceruzky. Rozpúšťadlo začne liezť po papieri, a keď dosiahne bod roztoku, začne so sebou prenášať chemikálie v roztoku. Pri papierovej chromatografii je papier prvkom experimentu, ktorý zostáva nehybný, preto sa nazýva „stacionárny fáza." Rozpúšťadlo posúva papier hore a prináša so sebou testovaný roztok, takže rozpúšťadlo je známe ako „mobilné zariadenie“ fáza."
Adsorpcia
Molekuly v rozpúšťadle aj v roztoku interagujú s molekulami v papieri. Dočasne sa uviaznu na povrchu papiera v procese nazývanom adsorpcia. Na rozdiel od absorpcie nie je adsorpcia trvalá. Nakoniec sa molekuly uvoľnia a pokračujú v lezení po papieri, ale molekuly v každej chemickej zložke sa viažu odlišne s molekulami v papieri. Niektoré sa uviaznu rýchlejšie a rýchlejšie sa dostanú po papieri ako molekuly iných chemikálií. Keď rozpúšťadlo takmer dosiahlo hornú časť papiera, pred vyparením sa nakreslí čiara ceruzkou, ktorá určí jeho polohu. Pozície chemických bodov, ktoré sa oddelili od pôvodného roztoku, sú tiež označené.
Ak sú chemikálie bezfarebné, môžu ich odhaliť iné techniky, napríklad žiariace ultrafialové svetlo na papieri ukázať bodky alebo nastriekať chemikáliu, ktorá bude s bodkami reagovať a dá ich farba. Niekedy sa vzdialenosť, ktorú prešiel každý bod, meria vo vzťahu k vzdialenosti, ktorú cestovalo rozpúšťadlo. Tento pomer je známy ako retenčný faktor alebo R.f hodnotu. Je to užitočné na identifikáciu zložiek zmesi, pretože R.f hodnota sa dá porovnať s hodnotami známych chemikálií.
Princípy chromatografie
Papierová chromatografia je iba jedným druhom chromatografie. V iných formách chromatografie môže byť stacionárnou fázou množstvo ďalších materiálov, napríklad sklenená doska alebo hliník potiahnutý kvapalinou, banka naplnená kvapalinou alebo kolóna naplnená pevnými časticami, ako je oxid kremičitý kryštály. Mobilná fáza nemusí byť ani kvapalné rozpúšťadlo, ale plynný „eluent“. Celá chromatografia funguje tak, že to isté s mnohými rôznymi materiálmi a technikami - mobilná fáza sa pohybuje naprieč alebo cez nehybné miesto fáza. Roztok sa rozdelí na jednotlivé zložky podľa toho, v akom množstve sa každá časť roztoku rozpustí mobilná fáza a prenáša sa s ňou a koľko sa priľne k adsorpčnej stacionárnej fáze a spomalí sa dole.