โครมาโตกราฟีสามารถแยกส่วนต่าง ๆ ของสารละลายได้อย่างไร

สารละลายคือส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของสารอย่างน้อยสองชนิด เมื่อนักเคมีจำเป็นต้องกำหนดองค์ประกอบที่มีอยู่ในสารละลายหรือของผสมอื่นๆ พวกเขามักจะใช้เทคนิคที่เรียกว่าโครมาโตกราฟี โครมาโตกราฟีเป็นกระบวนการที่แยกส่วนประกอบของส่วนผสมเพื่อให้สามารถระบุได้ นี่เป็นเทคนิคทั่วไปที่ใช้ในการวิจัย เช่นเดียวกับในอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น ยาและนิติเวช โครมาโตกราฟีมีหลายประเภท แต่ทั้งหมดทำงานเพราะหลักการทางเคมีเดียวกัน

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

โครมาโตกราฟีเป็นกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่แยกส่วนประกอบของสารละลายหรือของผสมอื่นๆ เพื่อให้สามารถระบุได้ มีการใช้วัสดุต่างๆ มากมายในการทำสิ่งนี้ แต่โครมาโตกราฟีทุกประเภทมี "เฟสนิ่ง" วัสดุที่ไม่เคลื่อนที่และวัสดุ "เฟสเคลื่อนที่" ที่เคลื่อนที่ผ่านเฟสนิ่งซึ่งบรรทุกสารละลาย กับมัน ตามคุณสมบัติของโมเลกุล สารเคมีบางชนิดในสารละลายจะเคลื่อนที่ได้ไกลกว่าด้วยเฟสที่อยู่กับที่ เมื่อกระจายออกไปแล้ว สารเคมีสามารถระบุได้ด้วยระยะทางที่พวกมันเดินทางและคุณสมบัติของสารเคมีแต่ละชนิด

วิธีง่ายๆ ในการทำความเข้าใจว่าโครมาโตกราฟีแยกส่วนต่างๆ ของสารละลายอย่างไร คือการคิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแผ่นกระดาษที่มีการเขียนเปียก หมึกจะกระจายไปทั่วกระดาษเป็นริ้ว ทุกคนมีประสบการณ์กับโครมาโตกราฟีแบบกระดาษรุ่นที่ไม่ตั้งใจนี้ สารละลายคือหมึก และสารเคมีในหมึกจะแยกออกจากกันเมื่อกระดาษเปียก วิธีการเดียวกันนี้ใช้เพื่อแยกสารเคมีในสารละลายอื่นๆ ที่ไม่ใช่หมึก

ในวิธีนี้ เส้นดินสอจะถูกวาดในแนวนอนบนกระดาษที่ด้านล่างสุด และเติมจุดของสารละลายที่กำลังทดสอบ เมื่อแห้ง กระดาษจะถูกแขวนในแนวตั้งเหนือจาน เติมตัวทำละลายเหลวลงในจานจนไปถึงด้านล่างสุดของกระดาษ แต่ไม่ใช่แนวดินสอ ตัวทำละลายเริ่มไต่กระดาษ และเมื่อถึงจุดของสารละลาย ตัวทำละลายจะเริ่มนำสารเคมีในสารละลายไปด้วย ในโครมาโตกราฟีแบบกระดาษ กระดาษเป็นองค์ประกอบของการทดลองที่นิ่งจึงเรียกว่า เฟส” ตัวทำละลายเคลื่อนขึ้นไปบนกระดาษ นำสารละลายไปทดสอบด้วย ดังนั้นตัวทำละลายจึงเรียกว่า “โมบายล์” เฟส”

โมเลกุลทั้งในตัวทำละลายและสารละลายมีปฏิกิริยากับโมเลกุลในกระดาษ พวกเขาติดอยู่ชั่วคราวบนพื้นผิวของกระดาษ ในกระบวนการที่เรียกว่าการดูดซับ ต่างจากการดูดซึม การดูดซับจะไม่คงอยู่ถาวร ในที่สุด โมเลกุลจะหลุดเป็นอิสระและปีนขึ้นไปบนกระดาษต่อไป แต่โมเลกุลในองค์ประกอบทางเคมีแต่ละอย่างจะผูกมัดกับโมเลกุลในกระดาษต่างกัน บางชนิดหลุดออกมาเร็วกว่า และเดินทางขึ้นกระดาษได้เร็วกว่าโมเลกุลของสารเคมีอื่นๆ เมื่อตัวทำละลายใกล้ถึงส่วนบนของกระดาษแล้ว จะมีการลากเส้นดินสอเพื่อทำเครื่องหมายตำแหน่งก่อนที่จะระเหย ตำแหน่งของจุดเคมีที่แยกออกจากสารละลายเดิมจะถูกทำเครื่องหมายไว้ด้วย

หากสารเคมีไม่มีสี เทคนิคอื่นๆ สามารถเปิดเผยได้ เช่น แสงอัลตราไวโอเลตที่ส่องประกาย บนกระดาษเพื่อแสดงจุดหรือพ่นสารเคมีที่จะทำปฏิกิริยากับจุดแล้วให้ สี. บางครั้งระยะทางที่แต่ละจุดเดินทางจะถูกวัดโดยสัมพันธ์กับระยะทางที่ตัวทำละลายเดินทาง อัตราส่วนนี้เรียกว่าปัจจัยการเก็บรักษาหรือ R or_ฉ ค่า มีประโยชน์ในการระบุส่วนประกอบของส่วนผสมเนื่องจาก R_ฉ ค่าสามารถเทียบได้กับสารเคมีที่รู้จัก

โครมาโตกราฟีแบบกระดาษเป็นโครมาโตกราฟีชนิดเดียวเท่านั้น ในรูปแบบอื่นของโครมาโตกราฟี เฟสที่อยู่กับที่อาจเป็นวัสดุอื่นๆ เช่น จานแก้ว หรืออะลูมิเนียมเคลือบของเหลว โหลที่บรรจุของเหลว หรือคอลัมน์ที่บรรจุอนุภาคของแข็งเช่นซิลิกา คริสตัล เฟสเคลื่อนที่อาจไม่ใช่ตัวทำละลายของเหลวด้วยซ้ำ แต่เป็น "สารชะ" ที่เป็นก๊าซ โครมาโตกราฟีทั้งหมดทำงานโดยการทำ สิ่งเดียวกันกับวัสดุและเทคนิคต่าง ๆ - เฟสเคลื่อนที่ถูกย้ายข้ามหรือผ่านเครื่องเขียน เฟส. สารละลายถูกแยกออกเป็นส่วนประกอบโดยพิจารณาจากปริมาณสารละลายแต่ละส่วนของสารละลายที่ละลายเป็น เฟสเคลื่อนที่และถูกพาไปด้วย และติดอยู่กับเฟสคงที่ของตัวดูดซับมากน้อยเพียงใดและช้าลง ลง.