Zawartość
Roztwór jest jednorodną mieszaniną co najmniej dwóch substancji. Kiedy chemicy muszą ustalić, jakie składniki są obecne w roztworze lub innej mieszaninie, często stosują technikę zwaną chromatografią. Chromatografia to proces, który rozdziela składniki mieszaniny, aby można je było zidentyfikować. Jest to powszechna technika stosowana w badaniach, a także w innych branżach, takich jak medycyna i medycyna sądowa. Istnieje kilka rodzajów chromatografii, ale wszystkie działają z powodu tych samych zasad chemicznych.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Chromatografia jest procesem naukowym, który rozdziela składniki roztworu lub innej mieszaniny, aby można je było zidentyfikować. W tym celu stosuje się wiele różnych materiałów, ale każdy rodzaj chromatografii obejmuje materiał „fazy stacjonarnej”, który się nie porusza, i materiał „fazy ruchomej”, który przechodzi przez fazę stacjonarną, niosąc ze sobą roztwór. W oparciu o ich właściwości molekularne niektóre chemikalia w roztworze będą podróżować dalej z fazą stacjonarną niż inne. Po ich rozłożeniu chemikalia można zidentyfikować na podstawie odległości i ich indywidualnych właściwości.
Chromatografia papierowa
Prostym sposobem na zrozumienie, w jaki sposób chromatografia oddziela części roztworu, jest przemyślenie, co się stanie, gdy kawałek papieru z napisami zmoknie. Atrament rozchodzi się po papierze smugami. Każdy ma doświadczenie z tą niezamierzoną wersją chromatografii papierowej. Rozwiązaniem jest tusz, a chemikalia w tuszu oddzielają się, gdy papier zamoknie. Tę samą metodę stosuje się do oddzielania chemikaliów w roztworach innych niż atrament.
W tej metodzie linia ołówka jest rysowana poziomo na papierze na samym dole i dodawana jest kropka testowanego roztworu. Po wyschnięciu papier jest zawieszany pionowo na naczyniu. Dosyć płynnego rozpuszczalnika dodaje się do naczynia, aby dotrzeć do dolnej części papieru, ale nie do linii ołówka. Rozpuszczalnik zaczyna wspinać się na papier, a kiedy osiąga kropkę roztworu, zaczyna nosić ze sobą chemikalia w roztworze. W chromatografii papierowej papier jest elementem eksperymentu, który pozostaje nieruchomy, dlatego nazywa się go „fazą stacjonarną”. Rozpuszczalnik przesuwa się w górę papieru, przynosząc testowany roztwór, więc rozpuszczalnik jest znany jako „ruchomy faza."
Adsorpcja
Cząsteczki zarówno w rozpuszczalniku, jak i roztworze oddziałują z cząsteczkami w papierze. Utkną tymczasowo na powierzchni papieru w procesie zwanym adsorpcją. W przeciwieństwie do absorpcji adsorpcja nie jest trwała. W końcu cząsteczki uwalniają się i kontynuują wspinanie się po papierze, ale cząsteczki w każdym składniku chemicznym wiążą się inaczej z cząsteczkami w papierze. Niektóre odklejają się szybciej i podróżują w górę papieru szybciej niż cząsteczki innych chemikaliów. Gdy rozpuszczalnik prawie osiągnie szczyt papieru, narysowana jest linia ołówka, aby zaznaczyć jego położenie, zanim wyparuje. Pozycje kropek chemicznych oddzielających się od oryginalnego roztworu są również oznaczone.
Jeśli chemikalia są bezbarwne, mogą je ujawnić inne techniki, takie jak świecenie ultrafioletem na papierze w celu pokazania kropek lub rozpylanie substancji chemicznej, która zareaguje z kropkami i nada im kolor. Czasami odległość, którą pokonuje każda kropka, mierzy się w odniesieniu do odległości, którą przebył rozpuszczalnik. Ten stosunek jest znany jako współczynnik retencji lub Rfa wartość. Jest to przydatne do identyfikacji składników mieszaniny, ponieważ Rfa wartość można porównać do znanych chemikaliów.
Zasady chromatografii
Chromatografia papierowa jest tylko jednym rodzajem chromatografii. W innych formach chromatografii fazą stacjonarną może być wiele innych materiałów, takich jak szklana płytka lub aluminium powlekane cieczą, słoik wypełniony cieczą lub kolumna wypełniona stałymi cząsteczkami, takimi jak kryształy krzemionki. Faza ruchoma może nawet nie być ciekłym rozpuszczalnikiem, ale gazowym „eluentem”. Cała chromatografia działa tak samo z wieloma różnymi materiałami i technikami - faza ruchoma jest przesuwana w poprzek lub przez fazę stacjonarną. Roztwór dzieli się na składniki w zależności od tego, jak bardzo każda część roztworu rozpuszcza się w fazie ruchomej i jest przenoszona, oraz ile przyczepia się do adsorbującej fazy stacjonarnej i zwalnia.