Зміст
Розчин - це однорідна суміш щонайменше двох речовин. Коли хімікам потрібно визначити, які компоненти присутні у розчині чи іншій суміші, вони часто використовують техніку, що називається хроматографією. Хроматографія - це процес, який роз’єднує компоненти суміші, щоб їх можна було ідентифікувати. Це поширена методика, яка використовується в наукових дослідженнях, а також в інших галузях, таких як медицина та криміналістика. Існує кілька типів хроматографії, але всі вони працюють через однакові принципи хімії.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Хроматографія - це науковий процес, який роз’єднує компоненти розчину чи іншої суміші, щоб їх можна було ідентифікувати. Для цього використовується багато різних матеріалів, але кожен тип хроматографії включає матеріал "стаціонарної фази", який не рухається, і матеріал "мобільної фази", який проходить повз нерухому фазу, несучи розчин із собою. Виходячи з своїх молекулярних властивостей, деякі хімічні речовини в розчині будуть рухатися далі з нерухомою фазою, ніж інші. Після їх розповсюдження хімічні речовини можна визначити за тим, як далеко вони проїхали та за своїми індивідуальними властивостями.
Хроматографія паперу
Простий спосіб зрозуміти, як хроматографія відокремлює частини розчину, - подумати про те, що станеться, коли папір з написом на ньому промокне. Чорнило розтікається по паперу смужками. Кожен має досвід роботи з цією ненавмисною версією паперової хроматографії. Рішення - це чорнило, а хімічні речовини в чорнилі відокремлюються, коли папір намокає. Цей же метод використовується для відділення хімічних речовин у розчинах, крім чорнила.
У цьому способі олівцева лінія проводиться горизонтально поперек паперу в самому дні, і додається крапка досліджуваного розчину. Коли він висохне, папір підвішують вертикально над посудом. До страви додається достатня кількість рідкого розчинника, щоб досягти нижньої частини паперу, але не лінії олівця. Розчинник починає лізти на папір, і коли він досягає крапки розчину, він починає нести хімікати в розчині з собою. У хроматографії на папері папір є елементом експерименту, який нерухомо стоїть, тому його називають "нерухомою фазою". Розчинник переміщує вгору папір, приводячи до неї тестування розчину, тому розчинник відомий як "мобільний" фаза ».
Адсорбція
Молекули і в розчиннику, і в розчині взаємодіють з молекулами в папері. Вони тимчасово застрягають на поверхні паперу в процесі, який називається адсорбцією. На відміну від абсорбції, адсорбція не є постійною. Врешті-решт молекули звільняються і продовжують лізти на папір, але молекули кожного хімічного компонента по-різному зв’язуються з молекулами в папері. Деякі відклеюються швидше і переміщують папір швидше, ніж молекули інших хімікатів. Коли розчинник майже досяг вершини паперу, олівцем накреслюється лінія для позначення його місця перед випаровуванням. Позиції хімічних крапок, які відокремилися від вихідного розчину, також позначені.
Якщо хімічні речовини є безбарвними, інші методи можуть виявити їх, наприклад, блискуче ультрафіолетове світло на папері, щоб показати крапки, або розпорошити хімічну речовину, яка буде реагувати з крапками та надавати їм колір. Іноді відстань кожної пройденої крапки вимірюється відносно відстані, яку пройшов розчинник. Це співвідношення відоме як коефіцієнт утримування, або Rf значення. Це корисно для визначення компонентів суміші, оскільки Rf значення можна порівняти з значеннями відомих хімічних речовин.
Принципи хроматографії
Паперова хроматографія - це лише один вид хроматографії. В інших формах хроматографії нерухомою фазою можуть бути ряд інших матеріалів, наприклад, тарілка зі скла або алюмінію, покрита рідиною, банку, наповнена рідиною, або колонка, наповнена твердими частинками, як кристали кремнезему. Мобільна фаза може бути навіть не рідким розчинником, а газоподібним «елюентом». Вся хроматографія працює, роблячи те ж саме з багатьма різними матеріалами та методиками - рухлива фаза переміщується через або через нерухому фазу. Розчин відокремлюється на його компоненти, виходячи з того, скільки кожна частина розчину розчиняється в рухливій фазі і переноситься вздовж, і скільки вона прилипає до нерухомої фази адсорбенту і сповільнюється.