크로마토 그래피는 어떻게 작동합니까?

크로마토 그래피를 경주로 생각하면 생각보다 훨씬 간단하다는 것을 알게 될 것입니다. 출발 선에서 기다리는 동안, 당신은 미확인 액체 나 가스에 화학 물질이 섞여 있습니다. 마치 많은 주자들이 모두 섞여 뭉쳐진 것처럼 말입니다. 경주가 시작되면 주자들은 능력이 다르기 때문에 곧 흩어집니다. 정확히 같은 방식으로 , 움직이는 액체 혼합물과 같은 화학 물질은 고정 된 고체 위에서 서로 다른 속도로 이동하기 때문에 퍼집니다. 기억해야 할 핵심 사항은 크로마토 그래피가 표면 효과라는 것입니다.

액체가 고체를지나 이동하기 시작하면 일부 분자 (계속 이동하는 에너지 물질)는 고체 표면으로 빨려 들어가서 원래 액체로 다시 끌어 당기기 전에 일시적으로 붙습니다. 고체 표면과 액체 사이의 분자 교환은 일종의 흡착이라고하는 접착 또는 접착 효과 (ad와 혼동하지 마십시오. 한 물질의 분자가 다른 물질의 몸 안에 영구적으로 갇혀있는 ab와 혼동하지 마십시오). 이제 우리의 액체는 실제로 꽤 다른 액체의 혼합물이라는 것을 기억하십시오. 각각은 약간 다른 방식으로 흡착을 거치며 고체 또는 액체 상태에서 다소 시간을 소비합니다. 액체 중 하나는 액체에서보다 고체 상태에서 훨씬 더 오래 소비 될 수 있으므로 고체 위로 더 느리게 이동합니다. 다른 하나는 고체에 더 적은 시간을 소비하고 액체에 더 많은 시간을 소비하므로 조금 더 빨리 진행될 수 있습니다. 또 다른 방법은 액체를 접착제와 같은 액체의 혼합물로 생각하는 것입니다. (그리고 더 천천히 여행하십시오). 이것이 원래 액체 혼합물 내의 다른 액체가 고체에 퍼지는 원인입니다.

아트 워크 : 크로마토 그래피 작동 방식 : 여기 이동상은 액체 (파란색)이고 고정상은 고체 (회색)입니다. 녹색 분자는 액체에서 대부분의 시간을 소비하므로 가장 빠르게 움직입니다. 노란색 분자는 고체 표면에서 더 많은 시간을 보내므로 더 느리게 이동합니다. 적색 분자는 고체 표면에서 훨씬 더 많은 시간을 소비하므로 가장 느리게 이동합니다.

크로마토 그래피가 효과적으로 작동하려면 고정상을지나 이동할 때 가능한 한 많이 분리 할 이동상의 구성 요소가 필요합니다. . 그렇기 때문에 고정상은 종종 여과지 시트, 미세하게 분할 된 입자로 이루어진 고체, 고체 표면에 침착 된 액체 또는 기타 고 흡수성 물질과 같이 표면적이 넓은 것입니다.

크로마토 그래피에는 어떤 종류가 있나요?

크로마토 그래피를 사용하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 다음은 가장 잘 알려진 방법입니다.

종이 크로마토 그래피

사진 : 간단한 종이 크로마토 그래피 종이에 잉크 얼룩을 그린 다음 (Crayola 빨 수있는 어린 이용 섬유 끝이 완벽합니다) 종이를 실린더에 넣습니다. , 소량의 물이 담긴 와인 잔에 담습니다. 물이 종이 위로 올라 오면 색상이 구성 요소로 분리됩니다. 이것이 바로 크로마토 그래피의 작동입니다!

이것은 학교에서 자주하는 “종이에 잉크 얼룩”실험입니다 (논문이 젖었을 때 처음에 설명한 효과). 일반적으로 얼룩을 넣습니다. 일부 여과지의 한쪽 가장자리 근처에 잉크를 묻힌 다음 아래쪽 가장자리 (가장 가까운 지점)를 알코올이나 물과 같은 용제에 담근 상태로 용지를 수직으로 걸어 놓습니다. 모세관 작용으로 용제가 용지 위로 이동하여 잉크와 만나 용해됩니다. 용해 된 잉크 (이동상)는 종이 (고정상) 위로 천천히 이동하여 다른 구성 요소로 분리됩니다. 때로는 색상이 지정됩니다. 때로는 식별에 도움이되는 다른 물질 (현상 또는 현상액이라고 함)을 추가하여 색상을 지정해야합니다.

컬럼 크로마토 그래피

종이 대신 고정상은 실리카 또는 실리카겔의 결정과 같이 흡착성이 높은 고체로 포장 된 수직 유리 병 (컬럼)입니다. 액체로 코팅 된 고체. (또는 고압으로 펌핑 됨) 컬럼을 통해 구성 요소로 분리 된 다음 제거 및 분석됩니다.

다음을 포함하여 상당히 많은 변형이 있습니다.

• 액체- 연구중인 혼합물을 컬럼의 한쪽 끝에 놓고 용리액 (때로는 철자가 붙은 용리액)이라고하는 추가 물질을 부어 이동하는 데 도움을주는 컬럼 크로마토 그래피입니다.
• 박막 크로마토 그래피는 이 기술은 “컬럼”이 실제로는 매우 얇은 흡착제 층으로 코팅 된 유리, 플라스틱 또는 금속 필름입니다.
• 고성능 액체 크로마토 그래피 (HPLC), 여기서 혼합물이 고압 (대략 400 배 대기압)에서 컬럼.더 빠르고 정확하며 더 민감합니다.

사진 : 컬럼 크로마토 그래피 : 컬럼을 가져 가십시오. , 고정상을 포함하고 상단에있는 샘플 (진한 회색)과 함께로드합니다. 샘플에 용리액 (용매)을 추가하면 구성 요소로 분리됩니다 (빨간색, 노란색 및 파란색으로 표시됨). 이들은 서로 다른 속도로 이동하여 바닥에서 한 번에 하나씩 나타납니다.

가스 크로마토 그래피

지금까지 고체를 지나가는 액체의 크로마토 그래피를 고려했지만 가장 널리 사용되는 기술 중 하나는 기체를 이동식으로 사용하는 컬럼 크로마토 그래피 유형입니다. 단계. 가스 크로마토 그래피는 당연히 가스 크로마토 그래피 기계라고하는 정교한 실험실 장비로 수행 할 수있는 대부분의 자동화 된 유형의 화학 분석입니다.

사진 : 가스 크로마토 그래피는 대부분 자동화되어 있지만 이러한 기계 중 하나를 작동하려면 여전히 숙련 된 작업자가 필요합니다. 사진 제공 : NASA Kennedy Space Center (NASA-KSC).

먼저 연구중인 물질 혼합물의 작은 샘플을 주사기에 넣고 기계에 주입합니다. 혼합물의 성분은 가열되고 즉시 증발합니다. 다음으로, 시료의 가스가 컬럼을 통해 이동하는 데 도움이되도록 설계된 운반체 (용리액)를 추가합니다. 이는 단순히 수소 또는 헬륨과 같은 중성 가스입니다. 이 경우 컬럼은 일반적으로 끓는점이 높은 액체 (또는 때로는 겔 또는 흡착제 고체)로 채워진 얇은 유리 또는 금속 튜브입니다. 혼합물이 컬럼을 통과하면서 흡착되어 구성 요소로 분리됩니다. 각 구성 요소는 컬럼 끝에서 차례로 나오고 전자 검출기 (종종 질량 분석기)를지나 이동하여이를 식별하고 피크를 인쇄합니다. 최종 차트에는 혼합물의 모든 물질에 해당하는 일련의 피크가 있습니다. 가스 크로마토 그래피는 때때로 기상 크로마토 그래피 (VPC) 또는 기체-액체 분할 크로마토 그래피 (GLPC)라고도합니다.