Kromatografi Neden Çalışır?

Kromatografi, analiz edilen bileşikteki moleküllerin özelliklerine ve hareketliliğine dayalı olarak farklı kimyasalları tanımlar. Kromatografi, bilim adamlarının petrol ve DNA'dan klorofil ve kalem mürekkebine kadar değişen sıvıları ve gazları ayırmasını sağlar. Öğrenciler kromatografiyi deneyler ve eğlenceli projeler için de kullanabilirler.

"Chromat-", Yunanca renk anlamına gelen "chroma" kelimesinden gelir. "-Graphy", Latince "-graphia" veya Yunanca "graphein"den gelir ve (Merriam-Webster'e göre) "bir (belirtilen) şekilde veya (belirtilen) bir araçla veya (belirtilen) bir nesneyle." Kromatografi, bu nedenle kelimenin tam anlamıyla yazmak veya temsil etmek anlamına gelir. renk ile. Merriam-Webster'den daha resmi bir tanım, kromatografinin "sıvı veya gaz tarafından taşınan kimyasal bir karışımın işlemden geçirildiği bir süreç" olduğunu belirtir. sabit bir sıvı veya katı etrafında veya üzerinde akarken çözünenlerin farklı dağılımının bir sonucu olarak bileşenlere ayrılır. evre."

Kromatografi, malzemelerdeki moleküllerin özelliklerindeki farklılıklar nedeniyle çalışır. Su gibi bazı moleküllerin polaritesi vardır, bu nedenle küçük mıknatıslar gibi davranırlar. Bazı moleküller iyoniktir, yani atomlar yine küçük mıknatıslar gibi yük farklılıklarıyla bir arada tutulur. Bazı moleküller şekil ve boyut olarak farklılık gösterir. Moleküler özelliklerdeki bu farklılıklar, bilim adamlarının kromatografi kullanarak bileşikleri tek tek moleküllere ayırmasını sağlar.

Kromatografi ayrıca moleküllerin hareketliliğine de bağlıdır. Başka bir deyişle, moleküllerin hareket kabiliyeti kromatografinin işe yarayıp yaramadığını belirler. Molekülleri hareketli bir faza sokmak, ya maddenin bir çözücü içinde çözülmesini ya da maddenin sıvı ya da gaz halinde olmasını gerektirir. Bir çözücü kullanılıyorsa, çözücü ayrılacak malzemeye bağlıdır. Sıvı ve gaz karışımları, içinden geçerken molekülleri emen bir malzeme içinden itilebilir veya çekilebilir. Hangi malzeme analiz edilirse edilsin, kromatografinin çalışması için malzemenin hareketli bir faza sahip olması gerekir.

Kromatografi teknikleri farklılık gösterse de, hepsi moleküler farklılıklar ve malzeme hareketliliğinin bir kombinasyonuna bağlıdır. Kromatografi, çözünmüş malzeme, sıvı veya gazın bir filtre malzemesinden geçirilmesiyle çalışır. Moleküller filtreden geçerken moleküller katmanlara ayrılır. Ayırma mekanizması, ayrılacak moleküllerin türüne göre belirlenen filtreleme yöntemine bağlıdır. Ancak hangi yöntem kullanılırsa kullanılsın, moleküller filtre boyunca farklı hızlarda hareket ederek molekülleri filtre malzemesinde genellikle renkli çizgiler olarak görünen katmanlara ayırır.

Genel olarak, daha büyük veya daha ağır moleküller, filtre malzemesinden daha küçük veya daha hafif moleküllerden daha yavaş geçer. Moleküller hareket ettikçe ayrılırlar çünkü farklı hızlarda hareket ederler, suyun hacmi veya enerjisi düştükçe sudan düşen tortular gibi düşerler.

Birçok kromatografi testi özel ekipman ve teknikler gerektirirken, kromatografi basit materyaller kullanılarak bazı ev ve okul deneylerinde kullanılabilir.

Kalem Mürekkep Analizi

Basit bir kromatografi gösterimi, kahve filtreleri ve çeşitli işaretleme kalemleri kullanır. Kalemler suda çözünür mürekkepler kullanıyorsa, kullanılan çözücü sudur. İşaretleyiciler kalıcı mürekkep kullanıyorsa, izopropil alkol genellikle bir çözücü olarak çalışır. Bir kahve filtresini düzleştirerek başlayın. Alttaki yüzeylerin lekelenmesini önlemek için kahve filtresini tek kullanımlık bir tabağa veya başka bir malzemeye yerleştirin. Filtrenin orta kısmının çevresinde noktalar oluşturmak için çeşitli kalemler kullanın. Kahve filtresinin ortasına su veya alkol ekleyin. Bunun için bir çay kaşığı iyi çalışır. Bir su birikintisi oluşturacak kadar sıvı eklemeyin; su veya alkol merkezden dışarı doğru genişlemelidir. Sıvı merkezden dışarı çıktıkça, mürekkepler çözülecek ve merkezden dışarı doğru hareket edecektir. Mürekkeplerdeki farklı pigmentler ayrılacak, ilk mürekkep noktasından gerçekleştirilecek ve pigment moleküllerine dayalı olarak sıralar halinde biriktirilecektir.

Klorofil Kromatografisi

Biraz daha karmaşık ama aynı derecede ilginç kromatografi projesi, yapraklarda bulunan klorofili ayırır. Bitkilerin yapraklarında klorofil oluşur. Klorofil yeşil olmasına rağmen, çoğu yaprak, sonbaharda gördüğünüz kırmızı ve turuncu renkleri yaratan karotenoidler gibi ek pigmentler de içerir. Bu karotenoidler ve diğer pigmentler, yeşil klorofilin bozulmasıyla ortaya çıkar, bu nedenle yaprak döken bitki yaprakları sonbaharda farklı renkler gösterir. Birkaç yeşil yaprak seçerek başlayın. Yaprakları ezin ve parçaları izopropil alkol veya asetona (propanon da denir) batırın. Klorofil yapraklardan sızacak ve sıvıyı yeşile çevirecektir.

• İzopropil alkol ve aseton yanıcıdır. Bunları koymayın veya alev veya ısı kaynağının yakınında veya yakınında kullanmayın.

Pigmentleri ayırmak için düzleştirilmiş bir kahve filtresinin ortasından yaklaşık inç genişliğinde bir şerit kesin veya kromatografi kağıdı kullanın. Kağıdın bir ucunu kurşun kalemle bantlayın. Kağıt şeritten biraz daha kısa bir kaba yaklaşık 1 inç sıvı dökün. Kağıdın altı sıvı içinde kalacak şekilde kalemi kabın üst kısmına yerleştirin. Klorofil ve diğer pigment moleküllerini taşıyan kılcal hareket nedeniyle sıvı kağıtta yükselecektir. Sıvı buharlaştıkça, moleküller kağıt üzerinde kalır ve pigment çizgileri oluşturur. Çizgiler belirginleştiğinde kağıdı çıkarın çünkü kağıt çok uzun bırakılırsa sıvı sonunda tüm pigment moleküllerini kağıdın üstüne taşıyacaktır.