Conţinut
- Definită cromatografie
- Limitări de cromatografie
- De ce funcționează cromatografia
- Proiecte de cromatografie de probă
- Avertizări
Cromatografia identifică diferite substanțe chimice bazate pe proprietățile și mobilitatea moleculelor din compusul analizat. Cromatografia permite oamenilor de știință să separe lichidele și gazele care variază de la petrol și ADN la cerneluri de clorofilă și stilou. Studenții pot folosi, de asemenea, cromatografia pentru experimente și proiecte distractive.
Definită cromatografie
"Chromat-" provine din cuvântul grecesc "chroma", care înseamnă culoare. "-Graphy" provine din latinescul "-graphia" sau grecescul "graphein" și înseamnă (per Merriam-Webster) "scrierea sau reprezentarea într-un mod (specificat) sau printr-un mijloc (specificat) sau al unui obiect (specificat). " Prin urmare, cromatografia înseamnă literalmente a scrie sau a reprezenta cu culoare. O definiție mai formală din Merriam-Webster afirmă că cromatografia este „un proces în care un amestec chimic purtat de un lichid sau gaz este separat în componente, ca urmare a distribuției diferențiale a solutelor, în timp ce acestea curg în jurul sau deasupra unui lichid staționar sau solid. fază."
Limitări de cromatografie
Cromatografia funcționează din cauza diferențelor proprietăților moleculelor din materiale. Unele molecule, precum apa, au polaritate, deci acționează ca niște magneți mici. Unele molecule sunt ionice, ceea ce înseamnă că atomii sunt ținuți împreună prin diferențele de sarcină, din nou ca niște magneți mici. Unele molecule diferă ca formă și dimensiune. Aceste diferențe de proprietăți moleculare permit oamenilor de știință să separe compușii în molecule individuale folosind cromatografie.
Cromatografia depinde și de mobilitatea moleculelor. Cu alte cuvinte, capacitatea moleculelor de a fi deplasate determină dacă funcționează cromatografia. Punerea moleculelor într-o fază mobilă necesită fie dizolvarea substanței într-un solvent, fie substanța într-un stadiu lichid sau gazos. Dacă se folosește un solvent, solventul depinde de materialul care trebuie separat. Amestecurile de lichide și gaze pot fi împinse sau trase printr-un material care absoarbe moleculele pe măsură ce trec. Indiferent ce material este analizat, pentru ca cromatografia să funcționeze, materialul trebuie să aibă o fază mobilă.
De ce funcționează cromatografia
Deși tehnicile de cromatografie diferă, toate depind de o combinație de diferențe moleculare și mobilitatea materialelor. Cromatografia funcționează trecând materialul dizolvat, lichidul sau gazul printr-un material filtrant. Moleculele se separă în straturi pe măsură ce moleculele trec prin filtru. Mecanismul de separare depinde de metoda de filtrare, care este determinată de tipurile de molecule care trebuie separate. Dar indiferent de metoda folosită, moleculele călătoresc în diferite rate prin filtru, separând moleculele în straturi care apar adesea ca linii colorate în materialul filtrant.
În general, moleculele mai mari sau mai grele circulă prin materialul filtrant mai lent decât moleculele mai mici sau mai ușoare. Moleculele se separă pe măsură ce se deplasează deoarece călătoresc cu viteze diferite, căzând ca sedimentele care cad din apă în timp ce volumul sau energia apei scade.
Proiecte de cromatografie de probă
În timp ce multe teste de cromatografie necesită echipamente și tehnici speciale, cromatografia poate fi folosită în unele experimente acasă și școlară folosind materiale simple.
Analiză de cerneală
O demonstrație simplă a cromatografiei folosește filtre de cafea și o varietate de pixuri pentru marker. Dacă stilourile folosesc cerneluri solubile în apă, solventul utilizat este apa. Dacă markerii folosesc cerneală permanentă, alcoolul izopropilic funcționează adesea ca solvent. Începeți prin aplatizarea unui filtru de cafea. Puneți filtrul de cafea pe o farfurie de unică folosință sau alt material pentru a preveni pătrunderea suprafețelor subiacente. Utilizați o varietate de stilouri pentru a crea puncte în jurul porțiunii centrale a filtrului. Adăugați apă sau alcool în centrul filtrului de cafea. O linguriță funcționează bine pentru asta. Nu adăugați suficient lichid pentru a crea o baltă; apa sau alcoolul trebuie să se extindă din centru. Pe măsură ce lichidul se deplasează din centru, cernelurile se vor dizolva și se vor muta spre exterior din centru. Se vor separa diferiți pigmenți din cerneluri, efectuate de la locul inițial de cerneală și depuse pe rânduri pe baza moleculelor de pigment.
Cromatografia clorofilă
Un proiect de cromatografie puțin mai complicat, dar la fel de interesant, separă clorofila găsită în frunze. Clorofila apare în frunzele plantelor. Deși clorofila este verde, majoritatea frunzelor conțin și pigmenți suplimentari, cum ar fi carotenoizi, care creează culorile roșu și portocaliu pe care le vedeți în toamnă. Acești carotenoizi și alți pigmenți sunt dezvăluiți pe măsură ce clorofila verde se degradează, motiv pentru care frunzele de plante de foioase prezintă culori diferite toamna. Începeți prin selectarea mai multor frunze verzi. Zdrobiți frunzele și înmuiați bucățile în alcool izopropilic sau acetonă (numită și propanonă). Clorofila se va scurge din frunze și va deveni lichid verde.
Avertizări
Pentru a separa pigmenții, tăiați o bandă lată de un centimetru de centrul unui filtru de cafea aplatizat sau folosiți hârtie cromatografică. Introduceți un capăt al hârtiei într-un creion. Turnați aproximativ 1 inch de lichid într-un recipient puțin mai scurt decât banda de hârtie. Așezați creionul peste partea de sus a recipientului, astfel încât partea de jos a hârtiei să fie în lichid. Lichidul va crește în hârtie datorită acțiunii capilare, transportând clorofila și alte molecule de pigment. Pe măsură ce lichidul se evaporă, moleculele sunt lăsate pe hârtie, creând linii de pigment. Îndepărtați hârtia atunci când liniile devin distincte, deoarece dacă hârtia este lăsată prea mult timp, lichidul va duce în cele din urmă toate moleculele de pigment la partea superioară a hârtiei.