Ми пояснюємо, що таке хроматографія, як її використовують для розділення сумішей, які її фази, які існують види та приклади.
Що таке хроматографія?
Хроматографія - це а метод поділу суміші комплекс, який широко використовується в різних галузях наук. Його можна використовувати для кількісної оцінки, ідентифікації та розділення компонентів суміші. Для цього він використовує принцип селективного утримання, який складається з різної поведінки компонентів суміш на певній основі (наприклад, папір, газ, рідина, смола) і рідку або газоподібну фазу, яка протікає через підкладку.
Таким чином, хроматографія використовує різні методи, які використовують переваги відмінностей у швидкості утримання кожного компонента, а також можуть їх розділяти, ідентифікувати та кількісно визначити.
У багатьох випадках ключ адсорбція (відмінна від поглинання, що відноситься до дифузії компонента з однієї фази в іншу), концепція, яка відноситься до процесу, за допомогою якого частинки утримуються на поверхні. Відповідно до різниці в швидкостях адсорбції на носії та спорідненості до цього носителя компонентів суміші їх можна розділити, а потім кількісно визначити чи ідентифікувати.
Взагалі всі види хроматографії залежать від ряду приладів, хімічні сполуки і рішуче технології. У зв’язку з цим важливо знати деякі поняття, щоб зрозуміти роботу хроматографічних методів:
- Стаціонарна фаза. Це речовина, яка залишається нерухомою під час роботи хроматографії.
- Мобільна фаза. Це речовина, яка рухається під час хроматографії. Це може бути рідина або газ. Зразок, що містить аналіт, вводять у рухливій фазі.
- Аналіти. Це речовини, які будуть розділені, кількісно визначені та/або ідентифіковані за допомогою хроматографії, тобто це речовини, які будуть проаналізовані.
- Показує. Саме суміш підлягає аналізу. Він може складатися з одного або кількох аналітів та інших компонентів, які можуть не представляти інтересу, від яких аналіти будуть відокремлені.
- Час витримки. Це час, необхідний для проходження аналіту від колонки або системи, через яку проходить рухома фаза, до детектора (обладнання, яке може давати сигнал виявлення, використовуючи деякі властивості аналізованого речовини).
- Вибірковість. Це здатність диференціювати кожен компонент у суміші.
- Елюент Він також відноситься до рухомої фази, коли вона виходить з хроматографічної колонки.
Хроматографічний метод полягає в посіві зразка в нерухому фазу або рухому фазу (залежно від типу хроматографічної техніки). Тоді, якщо, наприклад, рухома фаза є та, що містить зразок, вона проходить через певну нерухому фазу.
Поділ аналітів буде залежати від спорідненості кожного з компонентів як до нерухомої, так і до рухомої фази. Залежно від їх характеру деякі речовин вони будуть прагнути рухатися разом з рухомою фазою, а інші залишатимуться на нерухомій фазі.
Види хроматографії
Залежно від використовуваної технології, характеру опори (стаціонарна фаза) і рухомої речовини (рухома фаза) можна диференціювати такі види хроматографії:
- Хроматографія на папері. Стаціонарна фаза складається із смужки фільтрувального паперу. Зразок для аналізу поміщають у вигляді краплі на один кінець паперу. Потім паперову смужку занурюють у ємність, де розташована рухома фаза, враховуючи, що кінець, куди поміщають зразок, знаходиться на дні паперу. Рухома фаза піднімається капілярно, тягнучи за собою зразок і відокремлюючи кожен компонент відповідно до його спорідненості до нерухомої фази. Цей тип хроматографії використовується в основному, коли кожен компонент зразка має а колір різні, то ви можете побачити відображення кольорів на папері, щоб визначити їх.
- Тонкошарова хроматографія. Дія цієї техніки подібна до паперової хроматографії, але в цьому випадку нерухома фаза створюється шляхом нанесення полярної смоли (майже завжди силікагелю) на скляну або алюмінієву пластину. Певну кількість зразка розміщують на відстані 1 см від нижнього краю пластини. Потім цю пластину занурюють, пам’ятаючи, що кінець, який містить зразок, повинен бути внизу, в контейнер, який містить рухливу фазу. Рухома фаза піднімається капілярною дією, відокремлюючи компоненти зразка.
- Колонкова хроматографія. Стаціонарна фаза розміщується всередині колони, яка може бути виготовлена зі скла або нержавіючої сталі, серед інших матеріалів. Рухома фаза може бути рідкою або газоподібною. Зразок поміщають у верхній частині колонки і дають можливість опуститися разом з рухомою фазою за допомогою тяжіння. Таким чином, колонкову хроматографію можна класифікувати як:
З іншого боку, враховуючи тип взаємодії аналіту між нерухомою та рухомою фазами, ми маємо такі види хроматографії:
- Адсорбційна хроматографія. У цьому типі хроматографії нерухомою фазою є тверда речовина, а рухома фаза — рідина. Речовиною, що утворює нерухому фазу, може бути глинозем (Al2O3), кремнезем (SiO2) або іонообмінні смоли (матриці, що мають електростатично активні центри, завдяки яким аналіт утримується в них шляхом електростатичної взаємодії). Мобільна фаза може складатися з a розчинник або суміш розчинників. Деякі компоненти суміші будуть утримуватися з більшою силою, ніж інші, таким чином відбувається поділ.
- Розділова хроматографія. Це відбувається, коли виділення аналітів із суміші відбувається через відмінності в їх розчинності або полярності між нерухомою фазою та рухомою фазою, причому обидві фази є рідинами, що не змішуються. Технологія стаціонарних фаз просунулась і вже є різновиди рідин, вбудованих у тверді речовини та смоли, які використовуються для цієї мети. У цьому сенсі існує два типи корматографії залежно від полярності нерухомої фази та рухомої фази:
- У нормальній фазі. Стаціонарна фаза полярна, а рухома неполярна.
- У зворотній фазі. Стаціонарна фаза неполярна, а рухома полярна.
- Іонообмінна хроматографія. Коли нерухома фаза є твердою і має іонізуючу функціональні групи, тобто заряджені, які здатні обмінюватися своїм зарядом з аналітом. Його можна класифікувати на:
- Катіонообмінна хроматографія. Стаціонарна фаза містить негативно заряджені функціональні групи, тому утримує катіони (позитивно заряджені).
- Аніонообмінна хроматографія. Стаціонарна фаза містить позитивно заряджені функціональні групи, таким чином утримуючи (негативно заряджені) аніони.
- Ексклюзивна хроматографія. Стаціонарна фаза являє собою пористий матеріал, через який елююються аналіти залежно від їх розмірів. У цьому типі хроматографії відсутня фізична чи хімічна взаємодія між аналітами та нерухомою фазою. Більші аналіти елююються першими, тобто вони не утримуються в нерухомій фазі. У той час як менші аналіти затримуються в порах нерухомої фази і залишають її, коли рухлива (рідка) фаза проходить.
З авансом о знання і технології, хроматографічні методи вдосконалювалися, і щоразу стало можливим точніше розділяти, ідентифікувати та кількісно визначити речовини, присутні в суміші. Двома прикладами передової хроматографії є ВЕРХ (високоефективна рідинна хроматографія) та GC (газова хроматографія).
- ВЕРХ. Він складається з типу колонкової хроматографії, але рухома фаза якої прокачується під високим тиском через нерухому фазу всередині колонки. Застосування високого тиску зменшує дифузію аналітів через нерухому фазу, таким чином досягаючи кращих результатів, на додаток до скорочення робочого часу.
- GC. Рухомою фазою є газ, а нерухома фаза може бути твердою або рідкою. Зразок випаровується перед введенням його в хроматографічну колонку, оскільки він повинен бути газоподібним, щоб газ-носій міг його транспортувати.
Приклади хроматографії
Деякі повсякденні приклади застосування хроматографії:
- Пролите вино на білу скатертину. Аварія під час обіду дозволить нам спостерігати, коли вино висихає при контакті з повітря, різні речовини, що входять до його складу. Кожен з них пофарбує білий колір тканини в інший тон або колір, і їх можна визначити окремо, що зазвичай було б неможливо.
- Аналіз крові. Хроматографію зразків крові часто проводять для ідентифікації містяться в ній речовин, які зазвичай непомітні, оскільки це дуже складна суміш. Для цього колір, який кров відбиває на опорі або піддається а світло специфічний.
- Аналізи сечі. Як і кров, сеча являє собою суміш різних сполук, деяких твердих речовин та інших рідин, наявність або відсутність яких може розповісти про те, як працює організм. Хроматографічне розділення можна провести для виявлення незвичайних залишків, таких як кров, солі, глюкоза або заборонені речовини.
- Огляд місця злочину. Те, що ми часто бачимо у фільмах: дослідники беруть тканини, волокна, тканини чи інші підкладки і спостерігають, як відокремлюються різні речовини, пролиті на них, наприклад сперма чи кров, навіть якщо неозброєним оком вони можуть пройти непомітно.
- Санітарний огляд харчових продуктів. Якщо припустити, що фахівці в їжа знаючи реакцію харчових компонентів під час хроматографічного спектру, цей метод можна використовувати для деталізації зразка, якщо в них є якийсь тип невідповідної речовини, продукт мікробних агентів або якийсь тип забруднення, перед ним продукт іди на ринок і клади ризик в Здоров'я від народу.