Raztopina je homogena zmes vsaj dveh snovi. Ko morajo kemiki določiti, katere sestavine so v raztopini ali drugi zmesi, pogosto uporabljajo tehniko, imenovano kromatografija. Kromatografija je postopek, ki sestavne dele zmesi loči, da jih je mogoče identificirati. To je pogosta tehnika, ki se uporablja v raziskavah, pa tudi v drugih panogah, kot sta medicina in forenzika. Obstaja več vrst kromatografije, vendar vse delujejo zaradi istih kemijskih načel.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Kromatografija je znanstveni postopek, ki sestavne dele raztopine ali druge zmesi loči, da jih je mogoče identificirati. Za to se uporablja veliko različnih materialov, vendar vsaka vrsta kromatografije vključuje "stacionarno fazo" material, ki se ne premika, in material "mobilne faze", ki potuje mimo stacionarne faze in nosi rešitev z njim. Nekatere kemikalije v raztopini bodo na podlagi svojih molekularnih lastnosti potovale dlje od stacionarne faze kot druge. Ko se kemikalije razširijo, jih lahko prepoznamo po tem, kako daleč so prepotovali, in glede na njihove posamezne lastnosti.
Kromatografija papirja
Preprost način, kako razumeti, kako kromatografija ločuje dele raztopine, je razmisliti, kaj se zgodi, ko se kos papirja z napisom na njem zmoči. Črnilo se razprostira po papirju v črtah. Vsakdo ima izkušnje s to nenamerno različico papirne kromatografije. Rešitev je črnilo in kemikalije v njem se ločijo, ko se papir zmoči. Ista metoda se uporablja za ločevanje kemikalij v raztopinah, ki niso črnilo.
Pri tej metodi se po papirju čisto na dnu vodoravno nariše črta svinčnika in doda pika raztopine, ki se preskuša. Ko se posuši, papir obesimo navpično nad posodo. V posodo dodamo dovolj tekočega topila, da dosežemo dno papirja, ne pa tudi črte svinčnika. Topilo začne plezati po papirju in ko doseže piko raztopine, začne s seboj nositi kemikalije v raztopini. V papirni kromatografiji je papir element eksperimenta, ki ostane miren, zato ga imenujemo "mirujoč" fazi. " Topilo se pomakne navzgor po papirju in s seboj prinese raztopino, ki jo testiramo, zato je topilo znano kot "mobilno" fazi. "
Adsorpcija
Molekule v topilu in raztopini sodelujejo z molekulami v papirju. Začasno se zataknejo na površini papirja, in sicer v postopku, imenovanem adsorpcija. Za razliko od absorpcije adsorpcija ni trajna. Sčasoma se molekule sprostijo in še naprej plezajo po papirju, vendar se molekule v vsaki kemični komponenti drugače vežejo z molekulami v papirju. Nekateri se hitreje odlepijo in potujejo po papirju hitreje kot molekule drugih kemikalij. Ko topilo skoraj doseže vrh papirja, se narisa črta svinčnika, da označi njegovo mesto, preden izhlapi. Označeni so tudi položaji kemičnih pik, ki so se ločile od prvotne raztopine.
Če so kemikalije brezbarvne, jih lahko razkrijejo druge tehnike, na primer svetleča ultravijolična svetloba na papirju, da pokažete pike, ali razpršite kemikalijo, ki bo reagirala s pikami in jih dala barva. Včasih se razdalja vsake pike izmeri glede na razdaljo, ki jo je potovalo topilo. To razmerje je znano kot retencijski faktor ali Rf vrednost. Koristno je za prepoznavanje sestavin mešanice, ker Rf vrednost lahko primerjamo z vrednostmi znanih kemikalij.
Načela kromatografije
Papirna kromatografija je le ena vrsta kromatografije. Pri drugih oblikah kromatografije bi lahko bila mirujoča faza številni drugi materiali, na primer steklena plošča ali aluminij, prevlečen s tekočino, kozarec, napolnjen s tekočino, ali kolona, napolnjena s trdnimi delci, kot je kremen kristali. Mobilna faza morda niti ni tekoče topilo, temveč plinasti "eluent". Vsa kromatografija deluje tako, da ista stvar pri številnih različnih materialih in tehnikah - mobilna faza se premika čez ali skozi stacionarno enoto fazi. Raztopino ločimo na sestavne dele glede na to, v kolikšni meri se vsak del raztopine raztopi mobilno fazo in jo nosimo naprej, ter koliko se drži adsorbentne stacionarne faze in upočasni dol.