Зашто хроматографија делује?

Хроматографија идентификује различите хемикалије на основу својстава и покретљивости молекула у једињењу које се анализира. Хроматографија омогућава научницима да раздвоје течности и гасове у распону од нафте и ДНК до хлорофила и мастила. Студенти такође могу да користе хроматографију за експерименте и забавне пројекте.

„Хромат-“ потиче од грчке речи „хрома“, што значи боја. „-Графија“ потиче од латинског „-грапхиа“ или грчког „грапхеин“ и значи (по Мерриам-Вебстер) „писање или представљање у (наведен) начин или (наведеним) средством или (наведеним) објектом. “Хроматографија стога дословно значи писати или представљати са бојом. Формалнија дефиниција Мерриам-Вебстер-а каже да је хроматографија „поступак у коме се хемијска смеша коју преноси течност или гас раздвојени у компоненте као резултат диференцијалне расподеле растворених супстанци током струјања око или преко непокретне течности или чврсте супстанце фаза. "

Хроматографија делује због разлика у својствима молекула у материјалима. Неки молекули, попут воде, имају поларитет, па се понашају попут малих магнета. Неки молекули су јонски, што значи да се атоми држе заједно због разлике у наелектрисањима, опет попут малих магнета. Неки молекули се разликују у облику и величини. Ове разлике у молекуларним својствима омогућавају научницима да раздвоје једињења у појединачне молекуле помоћу хроматографије.

Хроматографија такође зависи од покретљивости молекула. Другим речима, способност кретања молекула одређује да ли хроматографија делује. Стављање молекула у мобилну фазу захтева или растварање супстанце у растварачу или супстанцу у течној или гасовитој фази. Ако се користи растварач, растварач зависи од материјала који се одваја. Смеше течности и гаса могу се прогурати или повући кроз материјал који апсорбује молекуле док пролазе кроз њих. Без обзира који се материјал анализира, да би хроматографија радила, материјал мора имати мобилну фазу.

Иако се технике хроматографије разликују, све оне зависе од комбинације молекуларних разлика и покретљивости материјала. Хроматографија делује пропуштањем раствореног материјала, течности или гаса кроз материјал за филтрирање. Молекули се раздвајају у слојеве док молекули пролазе кроз филтер. Механизам раздвајања зависи од методе филтрирања која је одређена врстама молекула који се одвајају. Али без обзира на то која метода се користи, молекули путују кроз филтер различитим брзинама, раздвајајући их у слојеве који се често појављују као обојене линије у материјалу филтера.

Генерално, већи или тежи молекули путују кроз материјал за филтрирање спорије од мањих или лакших молекула. Молекули се раздвајају док се крећу, јер путују различитим брзинама, испадајући попут седимената који испадају из воде како количина или енергија воде опадају.

Иако многи тестови хроматографије захтевају посебну опрему и технике, хроматографија се може користити у неким кућним и школским експериментима користећи једноставне материјале.

Анализа мастила оловком

Једноставна демонстрација хроматографије користи филтере за кафу и разне маркере. Ако се оловке користе мастилом растворљивим у води, растварач је вода. Ако маркери користе трајно мастило, изопропил алкохол често делује као растварач. Започните изравнавањем филтера за кафу. Поставите филтер за кафу на тањир за једнократну употребу или на други материјал како бисте спречили мрљање доњих површина. Користите разне оловке да бисте направили тачке око средишњег дела филтера. У средину филтера за кафу додајте воду или алкохол. Кашичица добро делује за ово. Не додавајте довољно течности да бисте створили локву; вода или алкохол треба да се шире из центра. Како се течност одмиче из центра, мастила ће се растварати и померати према ван из центра. Различити пигменти у мастилима ће се одвојити, извршити од почетне мрље мастила и одложити у редове на основу молекула пигмента.

Хлорофилна хроматографија

Мало компликованији, али подједнако занимљив пројекат хроматографије раздваја хлорофил који се налази у лишћу. Хлорофил се јавља у лишћу биљака. Иако је хлорофил зелен, већина листова садржи и додатне пигменте попут каротеноида, који стварају црвену и наранџасту боју које видите на јесен. Ови каротеноиди и други пигменти се откривају како се зелени хлорофил разграђује, због чега листови листопадних биљака у јесен показују различите боје. Започните одабиром неколико зелених листова. Листове здробите и комаде намочите у изопропил алкохол или ацетон (такође назван пропанон). Хлорофил ће се испрати из лишћа и течност ће постати зелена.

• И изопропил алкохол и ацетон су запаљиви. Не стављајте их нити их користите у близини или са пламеном или извором топлоте.

Да бисте одвојили пигменте, исеците траку ширине око инча од центра спљоштеног филтера за кафу или користите хроматографски папир. Залепите један крај папира оловком. Сипајте око 1 инч течности у посуду нешто краћу од папирне траке. Положите оловку преко врха посуде тако да је дно папира у течности. Течност ће се подићи у папиру услед капиларног дејства, носећи хлорофил и друге молекуле пигмента. Како течност испарава, молекули остају на папиру, стварајући линије пигмента. Уклоните папир када линије постану различите, јер ако се папир предуго остави, течност ће на крају пренети све молекуле пигмента на врх папира.