Hvordan kan dele af en opløsning adskilles ved kromatografi?

En opløsning er en homogen blanding af mindst to stoffer. Når kemikere skal bestemme, hvilke komponenter der er til stede i en opløsning eller anden blanding, bruger de ofte en teknik kaldet chromatografi. Kromatografi er en proces, der adskiller komponenterne i en blanding, så de kan identificeres. Dette er en fælles teknik, der anvendes i forskning, såvel som i andre industrier som medicin og retsmedicin. Der er flere typer kromatografi, men de arbejder alle på grund af de samme kemiske principper.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

Kromatografi er en videnskabelig proces, der trækker sig fra hinanden komponenterne i en opløsning eller anden blanding, så de kan identificeres. Mange forskellige materialer bruges til at opnå dette, men hver type kromatografi indeholder et "stationært fase" materiale, der ikke bevæger sig, og et "mobilfasemateriale", der bevæger sig forbi den stationære fase og bærer løsningen med den. På grund af deres molekylære egenskaber vil nogle kemikalier i opløsningen rejse længere med den stationære fase end andre. Når de er spredt, kan kemikalierne identificeres ved hvor langt de rejste og deres individuelle egenskaber.

Papirkromatografi

En enkel måde at forstå, hvordan kromatografi adskiller dele af en løsning er at tænk på hvad der sker, når et stykke papir med skrivning på det bliver vådt. Blækket spredes ud over papiret i striber. Alle har erfaring med denne utilsigtede version af papirkromatografi. Løsningen er blækket, og kemikalierne i blækket adskilles, når papiret bliver vådt. Den samme metode bruges til at adskille kemikalier i andre opløsninger end blæk.

Ved denne metode trækkes en blyant linje vandret over papiret helt nederst, og en prik af den testede opløsning tilsættes. Når den tørrer, hænges papiret lodret over en skål. Der er tilstrækkeligt med et flydende opløsningsmiddel til fadet for at nå bunden af ​​papiret, men ikke blyanten. Opløsningsmidlet begynder at klatre op i papiret, og når det når prikken af ​​opløsningen begynder det at bære kemikalierne i opløsningen med det. I papirkromatografi er papiret elementet i eksperimentet, der forbliver stille, så det kaldes den "stationære fase". Opløsningsmidlet bevæger sig op i papiret, hvorved opløsningen testes med den, så opløsningsmidlet er kendt som "mobilen fase. "

Adsorption

Molekyler i både opløsningsmidlet og opløsningen interagerer med molekylerne i papiret. De bliver midlertidigt fast på overfladen af ​​papiret, i en proces kaldet adsorption. I modsætning til absorption er adsorption ikke permanent. Til sidst bryder molekylerne fri og fortsætter med at klatre i papiret, men molekylerne i hver kemisk komponent binder sig forskelligt med molekylerne i papiret. Nogle bliver unstuck hurtigere og rejser op papiret hurtigere end de andre kemikaliers molekyler. Når opløsningsmidlet næsten har nået toppen af ​​papiret, tegnes en blyant for at markere dens placering, inden den fordamper. Placeringen af ​​de kemiske prikker, der adskilles fra den oprindelige opløsning, er også markeret.

Hvis kemikalierne er farveløse, kan andre teknikker afsløre dem, såsom skinnende ultraviolet lys på papiret for at vise prikker eller sprøjte en kemikalier, der vil reagere med prikker og give dem farve. Nogle gange måles afstanden af ​​hver prikk målt i forhold til afstanden, som opløsningsmidlet rejste. Dette forhold er kendt som retentionfaktoren, eller værdien R _{f. Det er nyttigt at identificere en blandings komponenter, fordi R f-værdien kan sammenlignes med de kendte kemikalier.}

Kromatografiprincipper

Papirkromatografi er kun en slags kromatografi. I andre former for kromatografi kunne den stationære fase være et antal andre materialer, såsom en plade af glas eller aluminium belagt med en væske, en beholder fyldt med væske eller en søjle fyldt med faste partikler som silica-krystaller. Mobilfasen er måske ikke engang et flydende opløsningsmiddel, men et gasformigt "elueringsmiddel". Alt kromatografi virker ved at gøre det samme med mange forskellige materialer og teknikker - en mobil fase bevæges over eller gennem en stationær fase. Løsningen adskilles i sine komponenter, baseret på hvor meget hver del af opløsningen opløses i mobilfasen og transporteres sammen, og hvor meget den holder fast i den stationære fase af adsorbent og sænker.