Peruskäsitteet
Kromatografinen
erotus
Kromatografia on yhdisteiden puhdistamiseen, eristämiseen ja
analysointiin käytetty erotusmenetelmä. Sille on
ominaista tutkittavan yhdisteen jakautuminen kahden faasin
välille. Näistä faaseista toinen pysyy
paikallaan (stationaarinen faasi) ja toinen liikkuu (liikkuva faasi)
määrättyyn suuntaan. Liikkuva faasi voi olla
neste tai kaasu, joka kulkee stationaarisen faasin läpi.
Stationaarinen faasi ei saa liueta liikkuvaan faasiin. Stationaarinen
faasi on joko kiinteä aine tai neste.
Faasi
Olomuotoalue, esimerkiksi kaksi toisiinsa sekoittumatonta
nestettä muodostavat kaksi eri faasia.
Stationaarifaasi
eli paikallaan pysyvä faasi
Stationaarifaasi eli paikallaan pysyvä faasi on toinen
kahdesta faasista, jotka muodostavat kromatografisen systeemin. Se voi
olla kiinteä aine tai neste. Jos stationaarifaasina on neste,
se on joko levitetty kiinteän kantaja-aineen
päälle, joka saattaa osallistua erotukseen tai
kemiallisesti sidottu kantajaan (sidottu faasi) tai immobilisoitu sen
päälle (immobilisoitu faasi).
Liikkuva
faasi
Liikkuva faasi on aine, joka kulkee stationaarifaasin läpi tai
stationaarifaasia pitkin määrättyyn
suuntaan. Kaasukromatografiassa liikkuvasta faasista voidaan
käyttää nimitystä kantajakaasu.
Adsorptio
Adsorptio on ilmiö, jossa jokin aine tarttuu toisen aineen
pintaan. Adsorptiokyky on pintojen yleinen ominaisuus, joka riippuu
aineiden luonteesta ja pintojen rakenteesta.
Adsorbentti
Adsorbentti on kromatografiassa käytetty kiinteä
aine, jonka pintaan aineet voivat adsorboitua. Adsorbentit jaetaan
vahvoihin, keskivahvoihin ja heikkoihin adsorbentteihin niiden
adsorptiovoimakkuuden mukaan.
Adsorptiokromatografia
Erotus perustuu pääasiassa
näytekomponenttien adsorptioaffiniteettieroihin aktiivisen
kiinteän aineen pinnalla.
Partitiokromatografia
Partitiokromatografia perustuu tutkittavan yhdisteen jakautumiseen
kahden toisiinsa sekoittumattoman nestefaasin kesken. Stationaarinen
eli paikallaan pysyvä nestefaasi on sitoutunut kantajafaasiin,
joka voi olla pylvääseen pakattu tai esimerkiksi
paperiarkki. Tutkittavien yhdisteiden liikkumisnopeuteen vaikuttavat
partitiokertoimet, kun yhdisteet eluointiaineeseen liuenneina liikkuvat
stationaarisen faasin läpi.
Soveltuvuus
Kromatografia soveltuu sekä epäorgaanisten
että orgaanisten yhdisteiden tutkimiseen.
|
Yleistä kromatografiasta
Kromatografia on kemiallisten yhdisteiden erottamis- ja
analysointimenetelmä, jossa kaasu- ja nestevirtauksen mukana
jonkin väliaineen läpi kulkevan seoksen komponentit
erottuvat toisistaan kapeina vyöhykkeinä. Erottuneet
aineet voidaan eristää, jolloin puhutaan
preparatiivisesta kromatografiasta tai muuten tunnistaa eli
identifioida.
Kromatografian keksijänä pidetään
venäläistä M. S. Tsvetiä, joka 1903
erotti kasvien lehtien väriaineseoksesta eri komponentteja
antamalla väriaineseoksen kulkeutua liuottimen mukana
adsorbenssipylvään läpi.
Kromatografia voidaan jakaa erilaisiin menetelmiin, joita ovat
pylväskromatografia, paperikromatografia,
ohutlevykromatografia, kaasukromatografia, nestekromatografia,
ionikromatografia ja geelisuodatus.
Kuva 1.
Kromatografian jako tekniikan perusteella.
Kromatografiassa on aina yhteisenä piirteenä kysymys
aineen jakautumisesta kahden eri faasin välille - samoin kuin
uutossakin. Kaikissa kromatografiatekniikoissa on erotettavissa kaksi
faasia, joista toinen on liikkuva ja toinen paikallaan pysyvä
eli stationaarifaasi. Seoksen komponenttien erottuminen tapahtuu
näiden kahden faasin kesken. Paikallaan pysyvä faasi
on kiinteä tai kiinteään aineeseen kiinni
imeytynyt ohut nestefilmi. Jos liikkuvan faasin mukana tulee jotakin
sellaista yhdistettä, jonka taipumus liikkuvaan faasiin on
pienempi kuin kiinteään faasiin, rikastuu se
paikallaan pysyvään faasiin, kunnes tulee puhdasta
liuotinta, joka taas hitaasti uuttaa aineen irti ja
siirtää sen seuraavaan kohtaan.
Aineen vaellusta kromatogrammin läpi voidaan kuvata jatkuvana
lyhytaikaisten, edestakaisten uuttumisten sarjana, jotka aiheuttavat
sitä hitaamman kuljetuksen, mitä pienempi on kunkin
yksityisen aineen taipumus liikkuvaan faasiin tai mitä
suurempi taipumus kiinteään faasiin. Täten
eri kemiallisen rakenteen omaavilla yhdisteillä on erilaiset
vaellusnopeudet kromatogrammin läpi.
Kromatografiassa adsorptio eli juoksevan aineen kiinnittyminen tapahtuu
heikoin dipoli- tai van der Waals -sidoksin paikallaan pysyvän
aineen pintaan.
|
