Chromatografia v chémii Schülerlexikon Lernhelfer

Chromatigrafické metódy sa používajú na separáciu zmesí látok a na kvalitatívnu a kvantitatívnu analýzu. Na detekciu najmenšieho množstva látok sa v kriminalistike, environmentálnej analýze, farmácii a dopingovej analýze používajú moderné metódy chromatografickej analýzy.

Najdôležitejšie chromatografické metódy sú papierová, tenkovrstvá, stĺpcová a plynová chromatografia.

Homogénne a heterogénne zmesi

#Miešanie # zmesi # oddelené # čistá látka # zmes látok

Chromatografické separačné metódy - prehľad

Chromatografia je fyzikálny separačný proces pre látky, pri ktorom je separácia založená na rozdielnom rozdelení medzi stacionárnou a mobilnou fázou, ktoré nie sú navzájom miešateľné.

Všetky typy chromatografie majú spoločné to, že zmes látok, ktoré sa majú analyzovať, pozostáva z pohyblivej (mobilnej) fázy, napr. B. pridá sa rozpúšťadlo a transportuje sa do pokojovej (stacionárnej) fázy. Vďaka svojej rozdielnej interakcii s mobilnou a stacionárnou fázou komponenty buď prechádzajú do stacionárnej fázy, alebo zostávajú v mobilnej fáze. Účinok separácie je založený na adsorpčných, výmenných a distribučných procesoch, ktoré sa navzájom ovplyvňujú, a na rôznych materiálových vlastnostiach analytu.

Polarita jednotlivých fáz a látok, ktoré sa majú analyzovať, majú osobitný význam pre adsorpciu jednotlivých zložiek analytu v stacionárnej fáze. Polárny analyt je viazaný na polárnu stacionárnu fázu oveľa silnejšie ako nepolárny analyt. Stacionárnu fázu teda opustí neskôr ako nepolárnejšie zložky zmesi vzoriek. Polárne stacionárne fázy obsahujú špeciálne štruktúrne prvky, ako sú OH skupiny, na ktoré sa pripájajú polárne častice.

Chromatogram (obr. 1) je výsledok separácie, ktorý je v závislosti od typu chromatografie dostupný na papieri, tenkovrstvovej doštičke alebo vo forme diagramu z nameraných hodnôt.

Najdôležitejšie metódy chromatografickej analýzy sú:

Papierová chromatografia
Chromatografia na tenkej vrstve
klasická stĺpcová chromatografia (s kvapalnou mobilnou fázou, kvapalinovou chromatografiou - LC)
HPLC (vysokoúčinná kvapalinová chromatografia)
Plynová chromatografia

Papierová chromatografia
V tomto separačnom procese sa ako stacionárna fáza používa špeciálny chromatografický papier a ako tekutý prostriedok voda, často zmiešaná s inými kvapalinami. Použité pracovné techniky, napr. B. Vývoj chromatogramov atď. Je veľmi podobný chromatografii na tenkej vrstve. Toto takmer úplne nahradilo papierovú chromatografiu v chemických laboratóriách.

Papierový chromatogram, na ktorom boli jednotlivé farebné zložky transportované von na rôzne vzdialenosti.

Chromatografia na tenkej vrstve
Tenkovrstvová chromatografia je chromatografický proces, pri ktorom zmes rozpúšťadiel ako eluent (mobilná fáza) migruje cez sorbent (stacionárna fáza), a tým transportuje látky a zmesi, ktoré sa majú skúmať, do rôznych stupňov a tým ich navzájom oddeľuje.
Stacionárna fáza je tenká vrstva, napr. B. celulóza, polyamid alebo silikagél, ktorá sa nanášala na sklenené, plastové alebo hliníkové platne.

Zmesi látok, ktoré sa majú skúmať, sa bodovo nanášajú pomocou kapilár na štartovaciu čiaru na úpätí chromatografickej platne.

Rozpúšťadlo (mobilná fáza) je transportované pozdĺž tenkej stacionárnej fázy kapilárnymi silami. Rýchlosť migrácie rozpustených látok je pomalšia, tým silnejšia je adsorpcia v stacionárnej fáze

V dôsledku separácie sa na tenkovrstvovej platni získa chromatogram s niekoľkými látkovými škvrnami.
Jednotlivé látky A a B možno identifikovať pomocou hodnoty Rf, ak to zodpovedá referenčnej látke. Tento retenčný faktor alebo retenčný faktor Rf zodpovedá pomeru medzi migračnou vzdialenosťou látky a migračnou vzdialenosťou superplastifikátora. Môže nadobúdať iba hodnoty medzi 0 a 1.

Pretože hodnota Rf je ovplyvnená viac ako 20 parametrami, je nevhodná ako konštanta špecifická pre látku. Preto sa pri tenkovrstvovej chromatografii musia na identifikáciu zložiek vždy použiť referenčné látky.
Avšak separácia je úspešná, iba ak sú hodnoty Rf látok, ktoré sa majú separovať, dostatočne vzdialené.

Tenkovrstvová chromatografia umožňuje oddelenie mnohých zmesí látok v krátkom čase pomocou malého vybavenia. Väčšinu organických zlúčenín možno pomocou ultrafialového žiarenia alebo vhodných fluorescenčných a postrekových reagencií nielen oddeliť, ale aj zviditeľniť. Avšak na kvantitatívnu analýzu sa zriedka používa, pretože stanovenie podielu zložiek A a B z veľkosti škvŕn látky nie je veľmi presné.

Stĺpcová chromatografia
Pri stĺpcovej chromatografii sa pevná stacionárna fáza plní do dlhej, väčšinou zvislej trubice, ktorá sa nazýva kolóna. Zmes, ktorá sa má separovať, sa umiestni na vrch kolóny a preteká kolónou s kvapalnou mobilnou fázou v dôsledku gravitácie alebo poháňaného čerpadlom.

V závislosti na priemere kolóny, veľkosti častíc stacionárnej fázy a pracovnom tlaku sa rozlišuje medzi klasickou stĺpcovou chromatografiou a modernou vysokoúčinnou kvapalinovou chromatografiou.

Pri HPLC je veľkosť častíc stacionárnej fázy významne menšia ako pri klasickej stĺpcovej chromatografii. To zvyšuje dostupnú plochu stacionárnej fázy a významne zlepšuje účinnosť separácie kolóny. Týmto spôsobom môžete pomocou HPLC separovať zmesi látok, kde zlyháva jednoduchá kolónová chromatografia. Menšie častice sú však tak pevne zabalené, že mobilná fáza musí byť prečerpávaná cez kolónu pomocou špeciálneho čerpadla. Vďaka tomu mobilná fáza prejde kolónou HPLC rýchlejšie a analýza sa uskutoční za kratší čas ako pri klasickej stĺpcovej chromatografii (obr. 3).

Oneskorenie, s ktorým analyt prekoná separačnú vzdialenosť medzi injektorom a detektorom, sa nazýva retenčný čas. Ak je tento čas pre všetky zložky zmesi látok iný, potom je separácia úspešná. Koncentráciu látok v zmesi je možné určiť aj z oblasti chromatografického signálu (pík).

Pomocou HPLC môžete vykonávať veľmi presnú a spoľahlivú kvantitatívnu analýzu, ktorú je možné automatizovať a použiť na mnohé analytické účely.
Vo vzorkách pôdy alebo v potravinách možno zistiť dokonca stopy dioxínov. Koncentrácia dopingových látok, ako je erytropoetín (EPO) v krvi športovcov, sa tiež stanoví pomocou HPLC.
Metóda má tiež mnoho aplikácií v analýze liekov. Jeden skúma z. B. starnutie Aspirínu® chromatografickou analýzou pomeru kyseliny acetylsalicylovej a kyseliny salicylovej.