Tartalom
- Kromatográfia meghatározva
- Kromatográfiás korlátozások
- Miért működik a kromatográfia?
- Kromatográfiás minták
- figyelmeztetések
A kromatográfiával a vegyi anyagokat azonosítják a vizsgált vegyületben levő molekulák tulajdonságai és mobilitása alapján. A kromatográfia segítségével a tudósok elválaszthatják a folyadékokat és a gázokat, a kőolajtól és a DNS-től a klorofill- és tollfestékekig. A hallgatók kromatográfiát is használhatnak kísérletekhez és szórakoztató projektekhez.
Kromatográfia meghatározva
A "Chromat-" a görög "chroma" szóból származik, ami a színt jelenti. A "-Graphy" a latin "-graphia" vagy a görög "graphein" -ből származik, és azt jelenti (Merriam-Webster) "írás vagy ábrázolás (meghatározott) módon, (meghatározott) eszközökkel vagy (meghatározott) objektumokkal. " A kromatográfia tehát szó szerint azt jelenti, hogy színesnel írunk vagy ábrázolunk. A Merriam-Webster hivatalos meghatározása kimondja, hogy a kromatográfia "olyan eljárás, amelynek során egy folyadék vagy gáz által hordozott kémiai keveréket szétválasztanak komponensekre az oldott anyagok eltérő eloszlása következtében, amikor egy álló folyékony vagy szilárd anyag körül vagy felett áramlanak. fázis."
Kromatográfiás korlátozások
A kromatográfia az anyagok molekuláinak tulajdonságai közötti különbségek miatt működik. Egyes molekulák, mint például a víz, polaritással rendelkeznek, tehát úgy viselkednek, mint a kis mágnesek. Egyes molekulák ionosak, vagyis az atomokat töltési különbségeik tartják együtt, ismét olyanok, mint a kis mágnesek. Néhány molekula alakjában és méretében különbözik. A molekuláris tulajdonságok ezen különbségei lehetővé teszik a tudósoknak, hogy kromatográfiával különítsék el a vegyületeket egyes molekulákra.
A kromatográfia a molekulák mobilitásától is függ. Más szavakkal, a molekulák mozgathatósága határozza meg, hogy a kromatográfia működik-e. A molekulák mozgatható fázisba történő beillesztéséhez vagy az anyagot fel kell oldani egy oldószerben, vagy az anyagnak folyékony vagy gázneműnek kell lennie. Oldószer használata esetén az oldószer az elválasztandó anyagtól függ. A folyékony és gázkeverékeket át lehet húzni vagy át lehet húzni egy olyan anyagon, amely abszorbeálja a molekulákat, amikor áthaladnak. Nem számít, milyen anyagot analizálnak, hogy a kromatográfia működjön, az anyagnak mozgófázissal kell rendelkeznie.
Miért működik a kromatográfia?
Bár a kromatográfiás technikák különböznek, mindegyik a molekuláris különbségek és az anyagmobilitás kombinációjától függ. A kromatográfia az oldott anyag, folyadék vagy gáz szűrőn történő átvezetésével működik. A molekulák rétegekre szétválnak, amikor a molekulák áthaladnak a szűrőn. Az elválasztás mechanizmusa a szűrési módszertől függ, amelyet a szétválasztandó molekulák fajtái határoznak meg. Nem számít, milyen módszert alkalmaznak, a molekulák eltérő sebességgel haladnak át a szűrőn, és a molekulákat rétegekre osztják, amelyek gyakran színes vonalakként jelennek meg a szűrő anyagában.
Általában a nagyobb vagy nehezebb molekulák lassabban haladnak át a szűrőanyagon, mint a kisebb vagy könnyebb molekulák. A molekulák elmozdulnak, mert mozognak, mivel különböző sebességgel haladnak, és úgy hullnak ki, mint a vízből kicsapódó üledékek, amikor a víz mennyisége vagy energiája csökken.
Kromatográfiás minták
Míg sok kromatográfiás teszt speciális berendezéseket és technikákat igényel, a kromatográfia alkalmazható néhány otthoni és iskolai kísérletben egyszerű anyagok felhasználásával.
Pen Ink Analysis
A kromatográfia egyszerű demonstrációja kávészűrőket és különféle jelölő tollokat használ. Ha a tollak vízoldható tintákat használnak, akkor az oldószer a víz. Ha a markerek állandó tintát használnak, akkor az izopropil-alkohol gyakran oldószerként működik. Kezdje egy kávészűrő kilapításával. Helyezze a kávészűrőt eldobható tányérra vagy más anyagokra, hogy megakadályozzák az alsó felületek foltját. Különféle tollakkal készítsen pontokat a szűrő középső része körül. Adjon hozzá vizet vagy alkoholt a kávészűrő közepére. Ehhez egy teáskanál jól működik. Ne adjon hozzá elég folyadékot egy pocsolya létrehozásához; a víznek vagy az alkoholnak ki kell terjednie a központból. Amint a folyadék elmozdul a középpontból, a tinták feloldódnak és kifelé mozognak a közepétől. A tintákban levő különféle pigmentek elválasztódnak, a kezdeti tintafolttól elvégezhetők, és a pigmentmolekulák alapján sorokba kerülnek.
Klorofill-kromatográfia
Egy kicsit bonyolultabb, de ugyanolyan érdekes kromatográfiás módszer elválasztja a levelekben található klorofilt. A klorofill a növények leveleiben fordul elő. Noha a klorofill zöld, a legtöbb levél további pigmenteket is tartalmaz, például karotinoidokat, amelyek az ősszel látható vörös és narancssárga színt hozzák létre. Ezek a karotinoidok és más pigmentek feltűnnek, amikor a zöld klorofill lebomlik, ezért a lombhullató növények levelei ősszel eltérő színűek. Kezdje több zöld levél kiválasztásával. Zúzza le a leveleket, és áztassa a darabokat izopropil-alkoholban vagy acetonban (más néven propanon). A klorofill kiszivárog a levelekből, és a folyadék zöldé válik.
figyelmeztetések
A pigmentek elválasztásához vágjon körülbelül egy hüvelyk széles csíkot a síkított kávészűrő közepétől vagy használjon kromatográfiás papírt. Ragassza le a papír egyik végét ceruzával. Öntsön kb. 1 hüvelyk folyadékot egy kissé rövidebb tartályba, mint a papírszalag. Helyezze a ceruzát a tartály tetejére úgy, hogy a papír alja folyadékban legyen. A folyadék a kapilláris hatás következtében fel fog emelkedni a papírban, és magában hordozza a klorofilt és más pigmentmolekulákat. Amint a folyadék elpárolog, a molekulák a papíron maradnak, és így pigmentvonalak alakulnak ki. Távolítsa el a papírt, amikor a vonalak megkülönböztethetővé válnak, mivel ha a papírt túl hosszúra hagyják, a folyadék végül az összes pigmentmolekulát a papír tetejére hordozza.