Kromatográfia a kémia területén Schülerlexikon Lernhelfer
Kromatográfiás módszereket alkalmaznak az anyagok keverékeinek elkülönítésére, valamint a kvalitatív és kvantitatív elemzésre. Modern kromatográfiás módszereket alkalmaznak a legkisebb mennyiségű anyag kimutatására a kriminológia, a környezeti elemzés, a gyógyszerészet és a doppingelemzés során.
A legfontosabb kromatográfiai módszerek a papír-, vékonyréteg-, oszlop- és gázkromatográfia.
Homogén és heterogén keverékek
# Keverékek # keverékek # külön # tiszta anyag # anyagok keveréke
Kromatográfiai elválasztási módszerek - áttekintés
A kromatográfia az anyagok fizikai elválasztási folyamata, amelynek során az elválasztás az álló és a mozgó fázis közötti eltérő eloszláson alapul, amelyek nem keverhetők el egymással.
A kromatográfia minden típusában közös, hogy az elemzendő anyagok keveréke mozgó (mozgó) fázisból áll, pl. B. oldószert adunk hozzá és nyugalmi (álló) fázisba szállítjuk. A mobil és az álló fázissal való különböző interakcióik miatt az alkatrészek vagy átmennek az álló fázisba, vagy a mobil fázisban maradnak. A szétválasztó hatás az adszorpciós, csereprogramok és eloszlási folyamatokon alapul, amelyek befolyásolják egymást és az analit különféle anyagtulajdonságait.
Az egyes fázisok és az elemzendő anyagok polaritása különösen fontos az analit egyes komponenseinek álló helyzetben történő adszorpciója szempontjából. A poláros analit sokkal erősebben kötődik egy poláris stacionárius fázishoz, mint egy nem poláros analit. Tehát később elhagyja az állófázist, mint a mintakeverék nem polárisabb komponensei. A poláris állófázisok speciális szerkezeti elemeket, például OH csoportokat tartalmaznak, amelyekre a poláris részecskék kapcsolódnak.
A kromatogram (1. ábra) az elválasztási eredmény, amely a kromatográfia típusától függően papíron, vékonyrétegű lemezen vagy a mért értékekből készült diagram formájában áll rendelkezésre.
A legfontosabb kromatográfiai elemzési módszerek a következők:
- Papírkromatográfia
- Vékonyréteg-kromatográfia
- klasszikus oszlopkromatográfia (folyékony mozgófázissal, folyadékkromatográfia - LC)
- HPLC (nagy teljesítményű folyadékkromatográfia vagy nagy teljesítményű folyadékkromatográfia)
- Gáz kromatográfia
Papírkromatográfia
Ebben a szétválasztási eljárásban speciális kromatográfiás papírt használnak állófázisként, és vizet, gyakran más folyadékokkal keverve, áramlási anyagként. Az alkalmazott munkamódszerek, pl. B. A kromatogramok stb. Fejlődése nagyon hasonló a vékonyréteg-kromatográfiához. Ez szinte teljesen felváltotta a kémiai laboratóriumok papírkromatográfiáját.
Papírkromatogram, amelyben az egyes színkomponenseket különböző távolságokból kifelé szállították.
Vékonyréteg-kromatográfia
A vékonyréteg-kromatográfia olyan kromatográfiai eljárás, amelyben az oldószerelegy mint eluens (mozgó fázis) egy szorbensen (állófázis) vándorol, és ezáltal a vizsgálandó anyagokat és keverékeket különböző mértékben szállítja, és így elválasztja egymástól.
Az állófázis vékony réteg, pl. B. üveg-, műanyag- vagy alumíniumlemezekre felvitt cellulóz, poliamid vagy szilikagél.
A vizsgálandó anyagkeverékeket pontszerűen alkalmazzuk a kromatográfiás lemez lábánál lévő kiindulási vonalon kapillárisok segítségével.
Az oldószert (mozgófázis) a vékony állófázis mentén kapilláris erők szállítják. Az oldott anyagok migrációs sebessége lassabb, annál erősebb az adszorpció az álló fázisban
Az elválasztás eredményeként a vékonyrétegű lemezen több anyagfoltot tartalmazó kromatogramot kapunk.
Az egyes A és B anyagokat az R f érték alapján lehet azonosítani, ha ez megegyezik egy referencia anyaggal. Ez a retenciós tényező vagy Rf retenciós tényező megegyezik az anyag és a szuperplasztikátor migrációs távolságának arányával. Csak 0 és 1 közötti értékeket vehet fel.
Mivel az R f értéket több mint 20 paraméter befolyásolja, ezért nem alkalmas anyagspecifikus állandóként. Ezért a vékonyréteg-kromatográfiában mindig referenciaanyagokat kell alkalmazni az összetevők azonosítására.
Az elválasztás azonban csak akkor sikeres, ha az elválasztandó anyagok R f értékei elég távol vannak egymástól.
A vékonyréteg-kromatográfia lehetővé teszi sok anyagkeverék rövid időn belüli elkülönítését kis felszereléssel. UV-fény vagy megfelelő fluoreszcens és permetező reagensek segítségével a szerves vegyületek nagy része nemcsak elválasztható, de láthatóvá is válik. Kvantitatív elemzéshez azonban ritkán használják, mivel az A és B komponensek arányának meghatározása az anyagfoltok méretéből nem túl pontos.
Oszlopkromatográfia
Az oszlopkromatográfiában a szilárd állófázist egy hosszú, többnyire függőleges csőbe töltjük, amelyet oszlopnak nevezünk. Az elválasztandó keveréket az oszlop tetejére helyezzük, és a folyadék mozgó fázissal a gravitáció eredményeként vagy egy szivattyú hajtja át az oszlopon.
Az oszlop átmérőjétől, az állófázis részecskeméretétől és az üzemi nyomástól függően különbséget teszünk a klasszikus oszlopkromatográfia és a modern nagy teljesítményű folyadékkromatográfia között.
A HPLC-ben az állófázis részecskemérete lényegesen kisebb, mint a klasszikus oszlopkromatográfiában. Ez növeli az álló fázis rendelkezésre álló felületét és jelentősen javítja az oszlop elválasztási hatékonyságát. Ily módon HPLC segítségével szétválaszthatja az anyagok keverékeit, ha az egyszerű oszlopkromatográfia sikertelen. A kisebb részecskék azonban olyan szorosan vannak csomagolva, hogy a mozgó fázist egy speciális szivattyúval kell az oszlopon keresztül szivattyúzni. Ennek eredményeként a mobil fázis gyorsabban halad át a HPLC oszlopon, és az elemzés rövidebb idő alatt zajlik le, mint a klasszikus oszlopkromatográfiával (3. ábra).
Azt a késleltetést, amellyel az analit áthalad az injektor és a detektor közötti elválasztó távolságon, retenciós időnek nevezzük. Ha ez az idő eltér az anyagok keverékének minden alkotórészétől, akkor az elválasztás sikeres. Az anyagok koncentrációja a keverékben akár a kromatográfiai jel (csúcs) területéről is meghatározható.
A HPLC segítségével nagyon precíz és megbízható kvantitatív elemzés végezhető, amely automatizálható és számos elemzési célra felhasználható.
A dioxin nyomai akár talajmintákban vagy élelmiszerekben is kimutathatók. A doppingszerek, például az eritropoietin (EPO) koncentrációját a sportolók vérében szintén HPLC-vel határozzák meg.
A módszert számos alkalmazás jellemzi a gyógyszerelemzésben is. Az egyik megvizsgálja a z-t. B. az Aspirin® öregedése az acetilszalicilsav és a szalicilsav arányának kromatográfiás elemzésével.