En lösning är en homogen blandning av minst två ämnen. När kemister behöver bestämma vilka komponenter som finns i en lösning eller annan blandning, använder de ofta en teknik som kallas kromatografi. Kromatografi är en process som avskiljer komponenterna i en blandning så att de kan identifieras. Detta är en vanlig teknik som används i forskning, liksom i andra branscher som medicin och rättsmedicin. Det finns flera typer av kromatografi, men de fungerar alla på grund av samma kemiprinciper.

TL; DR (för länge, läste inte)

Kromatografi är en vetenskaplig process som drar isär komponenterna i en lösning eller annan blandning så att de kan identifieras. Många olika material används för att uppnå detta, men varje typ av kromatografi innehåller ett "stationärt fasmaterial" som inte rör sig, och ett "mobilfas" -material som färdas förbi den stationära fasen och bär lösningen med den. Baserat på deras molekylära egenskaper kommer vissa kemikalier i lösningen att resa längre med den stationära fasen än andra. När de är utspridda kan kemikalierna identifieras med hur långt de reste och deras enskilda egenskaper.

Papperkromatografi

Ett enkelt sätt att förstå hur kromatografi skiljer delarna av en lösning är att Tänk på vad som händer när ett papper med att skriva på det blir vått. Bläcket sprider sig över papperet i streck. Alla har erfarenhet av denna oavsiktliga versionen av papperskromatografi. Lösningen är bläcket och kemikalierna i bläcket skiljer sig åt när papperet blir vått. Samma metod används för att separera kemikalier i andra lösningar än bläck.

Med denna metod ritas en penna linje horisontellt över papperet längst ner och en punkt av lösningen som testas läggs till. När den torkar, hänger papperet vertikalt över en maträtt. Tillräckligt av ett flytande lösningsmedel läggs till maträtten för att nå bottnen av papperet, men inte penna linjen. Lösningsmedlet börjar klättra upp i papperet, och när det når punkten på lösningen börjar det att bära kemikalierna i lösningen med den. I papperskromatografi är papperet det element i experimentet som stannar kvar, så kallas den "stationära fasen". Lösningsmedlet rör sig uppåt på papperet och får lösningen att testas med det, så lösningsmedlet är känt som "mobilen fas. "

Adsorption

Molekyler i både lösningsmedlet och lösningen interagerar med molekylerna i papperet. De fastnar tillfälligt på pappersytan, i en process som kallas adsorption. Till skillnad från absorption är adsorption inte permanent. Till sist bryts molekylerna fri och fortsätter att klättra i papperet, men molekylerna i varje kemisk komponent binder annorlunda med molekylerna i papperet. Vissa blir unstuck snabbare och reser upp papperet snabbare än de andra kemikaliernas molekyler. När lösningsmedlet nästan har nått toppen av papperet ritas en penna för att markera sin plats innan den avdunstar. Placeringarna av de kemiska prickarna som skiljs från den ursprungliga lösningen markeras också.

Om kemikalierna är färglösa kan andra tekniker avslöja dem, till exempel lysande ultraviolett ljus på papperet för att visa prickarna eller spruta en kemikalie som kommer att reagera med prickarna och ge dem färg. Ibland mäts avståndet varje punkt som räknas i förhållande till det avstånd som lösningsmedlet reste sig. Detta förhållande är känt som retentionsfaktorn, eller värdet R _{f. Det är användbart för att identifiera blandningens komponenter eftersom värdet R f kan jämföras med de kända kemikalierna.}

Principer för kromatografi

Papperkromatografi är bara en typ av kromatografi. I andra former av kromatografi kan den stationära fasen vara ett antal andra material, såsom en platta av glas eller aluminium belagd med en vätska, en burk fylld med vätska eller en kolonn fylld med fasta partiklar som kiseldioxidkristaller. Mobilfasen kan inte ens vara ett flytande lösningsmedel, utan ett gasformigt "elueringsmedel". All kromatografi fungerar genom att göra samma sak med många olika material och tekniker - en mobil fas flyttas över eller genom en stationär fas. Lösningen separeras i dess komponenter baserat på hur mycket varje del av lösningen löses upp i mobilfasen och transporteras tillsammans, och hur mycket den fastnar i den stationära fasen av adsorbent och saktar.