Vsebina
- Kromatografija določena
- Omejitve kromatografije
- Zakaj deluje kromatografija
- Vzorčni kromatografski projekti
- Opozorila
Kromatografija prepozna različne kemikalije na podlagi lastnosti in gibljivosti molekul v spojini, ki se analizira. Kromatografija omogoča znanstvenikom ločitev tekočin in plinov, od nafte in DNK do klorofila in črnila peresa. Študentje lahko uporabljajo kromatografijo tudi za poskuse in zabavne projekte.
Kromatografija določena
"Kromat-" izvira iz grške besede "chroma", kar pomeni barva. "-Graphy" izvira iz latinskega "-graphia" ali grškega "graphein" in pomeni (po Merriam-Webster) "pisanje ali predstavljanje na (določen) način ali s (določenimi) sredstvi ali (določenim) predmetom. " Kromatografija zato dobesedno pomeni pisati ali predstavljati z barvo. Bolj formalna opredelitev Merriam-Webster navaja, da je kromatografija "postopek, pri katerem se kemična zmes, ki jo nosi tekočina ali plin, loči na sestavne dele zaradi diferencialne porazdelitve topil, ko tečejo okoli ali čez nepremično tekočino ali trdno snov faza. "
Omejitve kromatografije
Kromatografija deluje zaradi razlik v lastnostih molekul v materialih. Nekatere molekule, kot je voda, imajo polarnost, zato delujejo kot mali magneti. Nekatere molekule so ionske, kar pomeni, da se atomi držijo zaradi razlike v naboju, spet kot mali magneti. Nekatere molekule se razlikujejo po obliki in velikosti. Te razlike v molekularnih lastnostih omogočajo znanstvenikom, da ločijo spojine v posamezne molekule s pomočjo kromatografije.
Kromatografija je odvisna tudi od gibljivosti molekul. Z drugimi besedami, sposobnost gibanja molekul določa, ali deluje kromatografija. Dajanje molekul v mobilno fazo zahteva raztapljanje snovi v topilu ali snov v tekoči ali plinasti fazi. Če se uporablja topilo, je topilo odvisno od materiala, ki ga je treba ločiti. Mešanice tekočin in plinov lahko potisnemo ali potegnemo skozi material, ki absorbira molekule, ko te prehajajo. Ne glede na to, kateri material se analizira, mora kromatografija delovati, da mora biti gradivo mobilno.
Zakaj deluje kromatografija
Čeprav se tehnike kromatografije razlikujejo, so vse odvisne od kombinacije molekulskih razlik in gibljivosti materiala. Kromatografija deluje tako, da se raztopljeni material, tekočina ali plin prenašajo skozi filtrirni material. Molekule se ločijo v plasti, ko molekule prehajajo skozi filter. Mehanizem ločevanja je odvisen od načina filtriranja, ki ga določa vrsta molekul, ki jih je treba ločiti. Ne glede na to, katera metoda se uporablja, molekule po filtru potujejo z različnimi hitrostmi, ločujejo molekule v plasteh, ki so v filtrirnem materialu pogosto videti kot barvne črte.
Na splošno večje ali težje molekule potujejo skozi filtrirni material počasneje kot manjše ali lažje molekule. Molekule se med premikanjem ločijo, ker potujejo z različno hitrostjo in izpadajo kot usedline, ki padajo iz vode, ko padata prostornina ali energija vode.
Vzorčni kromatografski projekti
Medtem ko mnogi kromatografski testi zahtevajo posebno opremo in tehnike, lahko kromatografijo uporabimo v nekaterih domačih in šolskih poskusih z uporabo preprostih materialov.
Analiza pisala s pisalom
Preprosta demonstracija kromatografije uporablja kavne filtre in različne flomastre. Če flomastri uporabljajo vodotopne črnila, je uporabljeno topilo voda. Če markerji uporabljajo trajno črnilo, izopropil alkohol pogosto deluje kot topilo. Začnite s spravljanjem kavnega filtra. Kavni filter namestite na ploščo za enkratno uporabo ali drug material, da preprečite obarvanje podložnih površin. Za izdelavo pik okoli središčnega dela filtra uporabite različne flomastre. V sredino filtra za kavo dodajte vodo ali alkohol. Za to dobro deluje čajna žlička. Ne dodajte dovolj tekočine, da ustvarite lužo; voda ali alkohol naj se razširita od središča. Ko se tekočina odmakne od središča, se bodo črnila raztopila in se od središča premaknila navzven. V črnilih se bodo različni pigmenti ločili, odnesli od začetnega črnila in odložili v vrstice na osnovi molekul pigmenta.
Klorofilna kromatografija
Nekoliko bolj zapleten, a enako zanimiv projekt kromatografije loči klorofil, ki ga najdemo v listih. Klorofil se pojavlja v listih rastlin. Čeprav je klorofil zelene barve, večina listov vsebuje tudi dodatne pigmente, kot so karotenoidi, ki ustvarjajo rdečo in oranžno barvo, ki jo vidite jeseni. Ti karotenoidi in drugi pigmenti se razkrijejo, ko se zeleni klorofil razgradi, zato listi listov rastline jeseni pokažejo različne barve. Začnite z izbiro več zelenih listov. Liste zdrobite in koščke namočite v izopropil alkoholu ali acetonu (imenovanem tudi propanon). Klorofil se bo izlil iz listov in tekočino spremenil v zeleno.
Opozorila
Če želite ločiti pigmente, odrežite približno centimeter širok trak od sredine sploščenega kavnega filtra ali uporabite kromatografski papir. En konec papirja prilepite na svinčnik. Približno 1 cm tekočine nalijte v posodo, nekoliko krajšo od papirnatega traku. Svinčnik položite čez vrh posode, tako da je dno papirja v tekočini. Tekočina se bo v kapilarnem delovanju dvignila v papir, ki nosi klorofil in druge molekule pigmenta. Ko tekočina izhlapi, molekule ostanejo na papirju, kar ustvarja črte pigmenta. Odstranite papir, ko črte postanejo izrazite, ker bo tekočina na koncu vse molekule pigmenta prenesla na vrh papirja.