Chromatografia na papierze (PC). Chromatografia podziałowa. chromatografia bibułowa (chromatografia bibułowa) Techniki niszczenia ogonów na chromatogramie bibułowym

Międzynarodowy Festiwal „Gwiazdy New Age” – 2013

Nauki przyrodnicze (od 14 do 17 lat)

projekt studencki

Chromatografia

Wykonał: uczeń klasy VII

Błochin Tatiana

Sprawdził: nauczyciel chemii

Klub Chemiczny Okręgowego Wołchowa

MOBU „Wołchowska szkoła średnia nr 1”

Wołchow

1. Wprowadzenie…………………………………………………..p3

2. Cel, metody, zagadnienia projektowe………………………s4

3. i odkrycie chromatografii. …………………..p5

4. Chromatografia. Metody chromatograficzne………………… strona 8

5. Część doświadczalna……………………………..s. 13

6. Zastosowanie chromatografii…………………………….str.

7. Literatura…………………………………………………str.

Cel: Zbadanie istoty jednej z najczęściej stosowanych metod analizy chemicznej - chromatografii, przeprowadzenie eksperymentów, które można przeprowadzić w warunkach szkolnych.

Problematyczne zagadnienia projektu:

· Co to jest chromatografia?

Jakie są rodzaje chromatografii?

Które z nich można zastosować w szkole?

Jakie substancje można wyizolować z mieszaniny za pomocą chromatografii?

Czy można wykryć substancje, które nie mają koloru?

· Które z dostępnych metod chromatograficznych są bardziej zaawansowane?

Etapy projektu

1. Zebranie informacji na temat tematu projektu

2. Przeprowadzenie eksperymentu

3. Sporządzanie abstraktów i tworzenie prezentacji

1. Wstęp

Chromatografia jest jedną z najpowszechniejszych metod analizy chemicznej we wszystkich laboratoriach świata. Twórca metody - będąc botanikiem, właśnie za stworzenie metody został wymieniony w gronie stu największych chemików wszechczasów i narodów.

Chemia biologiczna" href="/text/category/biologicheskaya_hiimya/" rel="bookmark">biochemik roślin. Stworzył metodę hramatagrograficzną. Badał pigmenty liści roślin, uzyskując czyste chlorofile a, b i c oraz szereg izomerów ksantofilu. Odkrycie Kolor zyskał szerokie zastosowanie i uznanie od początku lat trzydziestych XX wieku w separacji i identyfikacji różnych pigmentów, witamin, enzymów, hormonów i innych związków organicznych i nieorganicznych i stał się podstawą do powstania szeregu nowych dziedzin chemii analitycznej (chromatografia gazowa , chromatografia cieczowa, chromatografia cienkowarstwowa).

Dostał nawet biologiczne nazwisko – Kolor… Przecież kwiaty w roślinach są kwintesencją ich bytu, nadzieją na życie wieczne. A może nazwisko odzwierciedlało nie jakiś konkretny kolor bzu czy olchy, ale odcień, kolor, barwę nieba czy trawy.
Wygląda na to, że zaszyfrował swoje imię i nazwisko w tytule swojego głównego odkrycia. Słowo „chromatografia” powstało z połączenia dwóch greckich korzeni: „chromatos” – kolor, kolorowanie i „grafia” – pisanie.
Michaił Semenowicz urodził się 14 maja 1872 roku w międzynarodowej rodzinie Rosjan i Włochów. Jak mówili, to małżeństwo zostało zawarte z wielkiej miłości.
Kształcił się w Szwajcarii, na Uniwersytecie Genewskim. W tym samym miejscu w 1896 r. Tsvet obronił rozprawę doktorską o stopień doktora nauk przyrodniczych.
Michaił Semenowicz biegle władał językiem niemieckim, francuskim, włoskim i angielskim. W 1897 roku przeniósł się do historycznej ojczyzny swojego ojca, Rosji.
Przez pewien czas dr Tsvet pracował w Laboratorium Biologicznym w Petersburgu, założonym przez P. Lesgafta. Ale szczęśliwym miastem stała się dla niego Warszawa, do której naukowiec przeprowadził się w 1902 roku. W tym samym roku Tsvet obronił pracę magisterską na temat „Budowa fizyczno-chemiczna ziaren chlorofilu” i otrzymał stanowisko profesora nadzwyczajnego.
Kolor jako pierwszy ustalił, że istnieją tylko dwie modyfikacje (modyfikacje) chlorofilu: chlorofil A i chlorofil B. Stało się to w 1903 roku. Wcześniej w nauce wierzono, że każda roślina zawiera swój własny rodzaj chlorofilu: brzozę, porost, fiołek itp. Kolor zawęził poszukiwania chlorofilu do dwóch form. I zrobił to za pomocą wymyślonej przez siebie metody.

Metoda ta była zasadniczo nowa, prosta i złożona jednocześnie. Profesor wsypał do szklanej rurki drobno zmielony proszek oczyszczonej kredy, zwilżył go benzenem i wlał na wierzch odrobinę roztworu chlorofilu. Górna warstwa kredy zmieniła kolor na jasnozielony. Następnie badacz ostrożnie, kropla po kropli, zaczął dodawać rozpuszczalnik – benzen. Zielony pierścień podążający za rozpuszczalnikiem zaczął stopniowo opadać w dół rurki. I wtedy (och, cud!) Michaił Semenowicz zauważył, że szeroki pierścień został podzielony na kilka wąskich. Pojawił się żółty pas, poruszał się wolniej od pozostałych i dlatego znalazł się nad nimi. Poniżej znajdowały się kolejno żółto-zielone i zielono-niebieskie paski, następnie dwa kolejne żółte o różnej szerokości, a na dole jasnożółty. Po dokładnej analizie badacz ustalił, że nad najwyższym paskiem znajdował się kolejny bezbarwny pasek.

Ryż. 1. Rozdzielanie chromatograficzne

otrzymano zielone pigmenty liściowe

w doświadczeniu Koloru.

Tak więc złożona substancja okazała się podzielona na składniki, tak jak promienie świetlne rozkładają się na widmo.
Jak już wspomniano, nową metodę rozdzielania substancji złożonych na składniki nazwano chromatografią. Nazwa została zachowana, choć we współczesnych technikach chromatograficznych kolor przestał odgrywać jakąkolwiek rolę.
Jaka jest podstawa tej metody? Roztwór ekstraktu z liści wchodzi w kontakt z proszkiem kredowym i ulega odbarwieniu, plamiąc kredę (sorbent). Wszystkie związki zawarte w mieszaninie osadzają się na powierzchni cząstek sorbentu. Mogą wrócić do roztworu (eluentu) i resorbować na powierzchni proszku kredowego. Procesy wytrącania - rozpuszczania (sorpcji - desorpcji) podczas ruchu „pierścienia” w kolumnie zachodzą wielokrotnie.
Pomiędzy roztworem (w benzenie, jak na przykład w Tsvet) a sorbentem (kredą) ostatecznie ustala się równowaga: lwia część cząsteczek substancji rozpuszczonej pojawia się na powierzchni cząstek i prawie żadna z nich nie pozostaje w rozwiązanie.
Sekret chromatografii ujawnia się właśnie dzięki tym kilku cząsteczkom, które są przenoszone przez rurkę wraz ze strumieniem rozpuszczalnika. Po drodze powoli ponownie osadzają się na innych cząsteczkach kredy, a zamiast nich do roztworu przechodzą nowe cząsteczki. Strumień rozpuszczalnika jest w sposób ciągły podawany z góry do rury. W górnej części zaabsorbowanych substancji stopniowo jest coraz mniej, a w dolnej coraz więcej.
Sztuczka polega na tym, że cząsteczki o różnej strukturze lub składzie są w różny sposób absorbowane na powierzchni sorbentu. Niektóre z nich są silniej związane z kredą, inne słabiej. Niektóre są dłużej w roztworze i mniej w stanie związanym, podczas gdy inne odwrotnie. Cząsteczki, które pozostają dłużej w roztworze, mają tendencję do szybszego przemieszczania się w dół kolumny. Stopniowo zabarwiona mieszanina różnych substancji jest dzielona na części składowe. Każda substancja jest skoncentrowana w swojej własnej warstwie. Jeśli kolumna (rura) ma wystarczającą długość, wówczas składniki mieszaniny są dość daleko od siebie. Każdy kolorowy pierścień odpowiada konkretnemu komponentowi. Ich wzajemne położenie tworzy chromatogram, sprawdzając, którzy chemicy-analitycy są w stanie określić skład substancji. I taka chromatografia pionowa otrzymała stabilny epitet „kolumna”.
Za pomocą chromatografii kolumnowej można nie tylko określić skład jakościowy mieszaniny substancji, ale także rozdzielić ją na składniki, przemywając kolejno „pierścienie” rozpuszczalnikiem do osobnego naczynia. Metoda nadaje się również do ultradokładnego oczyszczania substancji.
Dokonawszy swojego odkrycia, Michaił Semenowicz idzie dalej, poszerzając pole badań. W latach 1908-1910 wykładał botanikę w Instytucie Politechniki Warszawskiej, jednocześnie kontynuując badania nad zielonym pigmentem roślin. W 1910 Tsvet obronił pracę doktorską z botaniki. Temat pracy jest następujący: „Chlorofil w świecie roślin i zwierząt”. Oczywiście podczas przeprowadzania eksperymentów Michaił Semenowicz używał swojej potężnej metody, ale tylko jako narzędzia, środka, a nie celu. Nigdy nie czekał na uznanie. I nigdy nie wiedział, że aż sześciu laureatów Nagrody Nobla będzie zawdzięczać swoje odkrycia jego genialnemu wynalazkowi.
Od 1917 r. profesor Tsvet wykłada na Uniwersytecie Juryjewa (obecnie Tartu). Ale w 1918 r. Wojna i nędza zmusiły Michaiła Semenowicza do przeniesienia się do bardziej dochodowych miejsc. Jako takie uważał miasto Woroneż. Ostatni rok życia spędził jako profesor na Uniwersytecie Woroneskim.
26 czerwca 1919 roku naukowiec zmarł z głodu i chorób, podobnie jak wielu Rosjan zginęło podczas wojny domowej.
Metoda Michaiła Semenowicza Cwieta jest szeroko stosowana w wielu dziedzinach nauki i technologii. Pojawiła się chromatografia gaz-ciecz, papier, chromatografia jonowymienna, chromatografia w cienkiej warstwie.
Za pomocą chromatografii jonowymiennej wodę można uwolnić od twardości lub odsolić. Pomogła także rozdzielić mieszaninę izotopów pierwiastków ziem rzadkich. Radioaktywność każdej kropli roztworu wypływającej z kolumny jonowymiennej określa się oddzielnie. Okazało się, że im wyższy numer seryjny pierwiastka w układzie okresowym, tym szybciej opuszcza on kolumnę podczas rozdziału chromatograficznego. Naprzemienność pierwiastków zaskakująco odpowiada ich wzajemnemu położeniu w układzie okresowym: ameryk (95), następnie kiur (96), berkel i wreszcie kaliforn (98).
Tak więc metoda koloru wzięła udział w globalnych projektach atomowych XX wieku.
W 1992 roku na skromnym grobie naukowca w Woroneżu postawiono tablicę nagrobną z epitafium: „Dał mu możliwość odkrycia chromatografii, która oddziela cząsteczki i jednoczy ludzi”.

CHROMATOGRAFIA

Chromatografia jest eksperymentalną metodą rozdzielania składników mieszaniny pomiędzy fazę stacjonarną (stacjonarną) i fazę ruchomą*. Ze względu na charakter fazy stacjonarnej chromatografię dzieli się na dwa typy - adsorpcję i dystrybucję.

W chromatografii adsorpcyjnej fazą stacjonarną jest ciało stałe. To ciało stałe adsorbuje część każdego składnika z mieszaniny.

Adsorpcja substancji ma miejsce, gdy zostaje ona wchłonięta przez powierzchnię innej substancji. Adsorpcji nie należy mylić z absorpcją, która zachodzi, gdy jedna substancja dyfunduje w objętości innej substancji i jest absorbowana całą jej objętością, a nie powierzchnią tej drugiej substancji (ryc. 6.40).

W chromatografii podziału fazą stacjonarną jest ciecz. Składniki mieszaniny rozdziela się pomiędzy tę ciecz i fazę ruchomą.

Zasada rozdziału chromatograficznego polega na tym, że faza ruchoma w sposób ciągły przemieszcza się nad fazą stacjonarną, a ponieważ dzieje się to pod wpływem fazy stacjonarnej, następuje na niej rozdzielenie składników mieszaniny.

Obie te podstawowe metody chromatografii obejmują dwa główne etapy: 1) rozdział składników mieszaniny pomiędzy dwie fazy; 2) rozdzielenie składników mieszaniny w fazie stacjonarnej lub w niej poprzez ciągły przepływ fazy ruchomej.

Ten składnik mieszaniny, który ma większy współczynnik podziału D, pozostaje przeważnie rozpuszczony w fazie ruchomej i dlatego szybko przemieszcza się przez fazę stacjonarną. Składnik o niższym współczynniku podziału D pozostaje przeważnie zaadsorbowany na stałej fazie stacjonarnej lub zaabsorbowany w ciekłej fazie stacjonarnej. Gdy faza ruchoma przemieszcza się nad fazą stacjonarną, składnik ten powoli przesuwa się wzdłuż fazy stacjonarnej.

Chromatografia odgrywa szczególnie ważną rolę w syntezie organicznej przy rozdzielaniu i izolowaniu składników mieszaniny. Wykorzystuje się go w analizie ilościowej i jakościowej do identyfikacji rozdzielonych składników mieszaniny, a także do określenia częstotliwości analitu.

Termin „chromatografia” nie oddaje istoty omawianej techniki rozdzielania mieszanin. Słowo chromatografia w języku greckim oznacza malowanie w kolorze. Faktem jest, że pierwsze techniki chromatograficzne stosowano do rozdzielania mieszanin substancji barwnych.

Istnieje pięć głównych metod analizy chromatograficznej:

1. Adsorpcja

2. dystrybucja

3. Wymiana jonowa

4. Osadowy

5. Ekskluzywne

I. Chromatografia adsorpcyjna polega na selektywnej adsorpcji poszczególnych składników analizowanej mieszaniny przez odpowiednie adsorbenty. Podczas pracy tą metodą analizowany roztwór przepuszcza się przez kolumnę wypełnioną drobnymi ziarnami adsorbentu. Chromatografię adsorpcyjną stosuje się do oddzielania nieelektrolitów, par i gazów.

II. Chromatografia podziałowa polega na wykorzystaniu różnicy współczynników sorpcji poszczególnych składników analizowanej mieszaniny pomiędzy dwiema niemieszającymi się cieczami. Jedna z cieczy (stacjonarna) znajduje się w porach substancji porowatej (nośnika), a druga (ruchoma) to kolejny rozpuszczalnik, który nie miesza się z pierwszym. Rozpuszczalnik ten przepuszcza się przez kolumnę z małą szybkością. Różne wartości współczynników rozkładu zapewniają różną prędkość ruchu i separację składników mieszaniny. Współczynnik podziału substancji pomiędzy dwa niemieszające się rozpuszczalniki to stosunek stężenia substancji w rozpuszczalniku ruchomym do stężenia tej samej substancji w rozpuszczalniku nieruchomym:

Czasami zamiast kolumny stosuje się paski lub arkusze bibuły filtracyjnej niezawierającej zanieczyszczeń mineralnych jako nośnik dla nieruchomego rozpuszczalnika. W tym przypadku kroplę roztworu badawczego nanosi się na krawędź paska papieru zawieszonego w zamkniętej komorze, opuszczając jego krawędź wraz z naniesioną na niego kroplą roztworu badawczego do naczynia z mobilnym rozpuszczalnikiem ( silnik), który poruszając się po papierze zwilża go. W tym przypadku każda substancja zawarta w analizowanej mieszaninie porusza się ze swoją właściwą prędkością w tym samym kierunku co poruszający się. Ten rodzaj chromatografii podziału nazywa się chromatografią bibułową.

Specjalnym rodzajem chromatografii podziału jest chromatografia gazowo-cieczowa (GLC). Jako fazę stacjonarną stosuje się różne nielotne ciecze na obojętnym stałym nośniku; jako faza ruchoma - gazowy azot, wodór, hel, dwutlenek węgla itp. Rozdzielanie mieszanin metodą GLC odbywa się w kolumnach, którymi są rurki o średnicy wewnętrznej 1 - 6 mm i długości 1 - 5 m , wypełnione nośnikiem obojętnym, np. ziemią okrzemkową, impregnowaną cieczą nielotną lub kapilarami stalowo-szklanymi o średnicy 0,2 – 0,3 mm i długości z fazą ciekłą osadzoną na ściankach tych kapilar (kapilara gaz-ciecz chromatografia).

Ponieważ wiele związków organicznych, takich jak biopolimery, jest trudne lub niemożliwe do przeniesienia do fazy gazowej, do takich substancji stosuje się wysokociśnieniową chromatografię cieczową (molekularną chromatografię cieczową). Jako fazę stacjonarną stosuje się drobnoporowate, obojętne nośniki pokryte warstwą różnych polimerów nierozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych. Napełnianie kolumn (o średnicy 0,mm) fazą stacjonarną odbywa się pod ciśnieniem atm. Elucję rozdzielanych substancji przeprowadza się przepuszczając odpowiedni rozpuszczalnik organiczny lub ich mieszaninę przez kolumnę pod ciśnieniem watów.

III. Chromatografia jonowymienna opiera się na wykorzystaniu procesów wymiany jonowej zachodzącej pomiędzy ruchomymi jonami adsorbentu a jonami elektrolitu, gdy roztwór badanej substancji przepuszcza się przez kolumnę wypełnioną substancją jonowymienną (wymiennik jonowy). Wymieniacze jonowe to nierozpuszczalne, nieorganiczne i organiczne związki o dużej masie cząsteczkowej, zawierające grupy aktywne (jonowe). Ruchome jony tych grup mogą w kontakcie z roztworami elektrolitów zostać wymienione na kationy lub aniony substancji rozpuszczonej. Jako wymieniacze jonowe stosuje się tlenek glinu (do chromatografii), permutynę, węgiel sulfonowany i różne substancje jonowymienne - żywice jonowymienne. Wymieniacze jonowe dzielą się na wymieniacze kationowe zdolne do wymiany kationowej (zawierają grupy aktywne: - SO3H, - COOH, - OH); wymieniacze anionowe zdolne do wymiany anionowej (grupy aktywne: - NH2, =NH); amfolity to substancje jonowymienne o właściwościach amfoterycznych.

Fragment wymieniacza kationowego:

Wymiana kationowa:
RH + KtAn = RKt + Han

Fragment wymieniacza anionowego:

Wymiana anionowa:
ROH + HAn = RAn + H2O

IV. Chromatografia osadowa opiera się na różnej rozpuszczalności osadów utworzonych przez różne składniki analizowanej mieszaniny za pomocą specjalnych odczynników osadzonych na silnie zdyspergowanej substancji. Analizowane roztwory przepuszcza się przez kolumnę wypełnioną porowatą substancją (nośnikiem). Nośnik impregnowany jest środkiem strącającym, który z jonami roztworu tworzy osady o różnej rozpuszczalności. Powstałe osady, w zależności od rozpuszczalności, układają się w określonej kolejności na wysokości kolumny.

w. Ekskluzywny Chromatografia (sito molekularne) opiera się na różnej przepuszczalności cząsteczek składników w fazie stacjonarnej (wysoce porowaty żel niejonowy). Chromatografię wykluczania dzieli się na chromatografię żelowo-permeacyjną (GPC), w której eluentem jest rozpuszczalnik niewodny, oraz filtrację żelową, w której eluentem jest woda.

część eksperymentalna

(Chromatografia papierowa, chromatografia kolumnowa, chromatografia cienkowarstwowa)

1. Chromatografia na papierze

Rozdzielić następujące mieszaniny metodą chromatografii bibułowej:

A) zielony znacznik

B) niebieski znacznik.

Cel eksperymentu: opanować metodę chromatografii bibułowej, nauczyć się określać różnicę pomiędzy czystymi substancjami a mieszaninami.

Sprzęt: szklanka wody, pasek bibuły filtracyjnej (10 cm x 2 cm), zielony flamaster. W odległości 2 cm od końca paska za pomocą pisaka rysujemy poziomą linię (równolegle do mniejszego boku). Konieczne jest opuszczenie tego końca do wody, tak aby narysowana linia znajdowała się nad powierzchnią wody. Obserwujemy, jak pasek papieru zamoknie, woda uniesie się po nim, dotrze do narysowanej linii i uniesie ze sobą farbę.

A potem zobaczymy, jak zielona linia zaciera się i okazuje się dwukolorowa u góry - niebieska, poniżej - zielona. To doświadczenie pozwoliło nam ustalić, że zielona farba pisaka w rzeczywistości składa się z dwóch kolorów.

Kolor niebieski jest również podzielony.

Komentarz: używaj markerów z tuszem na bazie wody(nie sygnatury płyty), nie używaj papieru toaletowego – woda zbyt szybko się podnosi i obraz jest nieostry. Możesz spróbować ręczników papierowych. Jeśli nie ma bibuły filtracyjnej, możesz odciąć marginesy gazety (tylko więcej czasu poświęca się na obserwację).

2. Wykonanie kolumny chromatograficznej

Jako kolumnę chromatograficzną stosujemy rurki szklane o średnicy 6=8 mm i długości 12-15 cm.

Na jeden koniec tubki umieszczamy mały wacik. Kolumna jest do połowy wypełniona suchym sorbentem – tlenkiem glinu. Proszek sorbentu jest zagęszczany. Naprawiamy kolumnę w nodze statywu.

O torturować Rozdzielanie mieszaniny kationów w kolumnie chromatograficznej

Bierzemy roztwory chlorku żelaza (III), siarczanu miedzi (II), chlorku kobaltu (II). Zabarwienie tych roztworów: żółty, niebieski, różowy. Wlać 10 kropli każdego roztworu do szklanki i wymieszać szklaną laską. Pobieramy pipetą 1 ml mieszaniny i powoli, kropla po kropli, wlewamy ją na kolumnę chromatograficzną. Każdą porcję płynu dodajemy dopiero po wchłonięciu poprzedniej. Po pewnym czasie w kolumnie pojawiają się kolorowe pierścienie zaadsorbowanych jonów. Aby uzyskać wyraźniejszy rozkład kolorowych pierścieni, dodaj 3-4 krople wody do kolumny chromatograficznej. Na podstawie koloru stref określamy położenie kationów w kolumnie z sorbentem.

https://pandia.ru/text/78/355/images/image011_20.jpg" wyrównanie="left" szerokość="227" wysokość="303 src=">

Otrzymane chromatogrammu- tak nazywa się wynik wykonanej chromatografii - i wskazuje rozkład kationów.

Zatem chromatografia umożliwia dość szybkie rozdzielenie mieszaniny składającej się ze składników o podobnych właściwościach.

Do chromatografii jako sorbenty można stosować nie tylko tlenek glinu, ale także inne substancje, takie jak tlenek magnezu, skrobia i węglan wapnia. Ten ostatni jest głównym składnikiem skorupy jaja kurzego.

Doświadczenie Rozdzielenie mieszaniny kationów na skorupka jaja kurzego

Weź połowę skorupy jaja kurzego, wcześniej obraną z folii. Wacikiem zamoczonym w alkoholu etylowym przetrzyj jego wewnętrzną powierzchnię. Weźmy mieszaninę roztworów trzech soli przygotowaną do poprzedniego doświadczenia (FeCl3, CuSO4, CoC12). Nałóż jedną kroplę mieszanki na wnętrze muszli. Gdy płyn się wchłonie, nałóż w to samo miejsce kolejną kroplę tej mieszaniny. Po namoczeniu płynu dodaj jedną kroplę wody na środek plamy. Fotografujemy powstały chromatogram.

Porównajmy rozmieszczenie kolorowych stref na muszli z wynikiem poprzedniego eksperymentu. Zwraca uwagę na podobieństwo kolejności ułożenia kolorowych stref. Dzieje się tak dlatego, że różne jony są różnie adsorbowane: jedne są silniejsze, inne słabsze. Od tego zależy szybkość ich przemieszczania się wzdłuż sorbentu. Jeśli uporządkujemy kationy w analizowanej mieszaninie według malejącej ich zdolności adsorpcyjnej, otrzymamy następujący szereg:

Fe3+ → Cu2+ → Co2+

https://pandia.ru/text/78/355/images/image013_19.jpg" wyrównaj="left" szerokość="144" wysokość="162 src="> W laboratoriach zamiast skorupek jaj stosuje się specjalne płytki szklane i aluminiowe są używane lub tworzywa sztuczne. Są one wstępnie nakładane cienką warstwą sorbentu, dlatego taka chromatografia nazywa się cienka warstwa. Tę metodę chromatografii zaproponował radziecki naukowiec w 1938 roku.

https://pandia.ru/text/78/355/images/image015_17.jpg"lay="left hspace=12" szerokość="181" wysokość="175">

https://pandia.ru/text/78/355/images/image017_11.jpg" wyrównaj="left" szerokość="158" wysokość="158 src=">.jpg" wyrównanie="left" szerokość="154 "wysokość="163 src=">

Doświadczenie „Oddzielenie miejsca od znaczniki na papierze”

Potrzebujemy koła bibuły filtracyjnej. Na środku koła zrób grubą kropkę czarnym flamastrem (możesz użyć tego samego pisaka, co w poprzednim doświadczeniu domowym). Wykorzystajmy kubek, na którym kładziemy papierowe kółko. Nałóż pipetą kroplę wody na środek plamy.

https://pandia.ru/text/78/355/images/image021_8.jpg" wyrównać="left" szerokość="226" wysokość="246 src=">Praca praktyczna" href="/text/category/prakticheskie_raboti /" rel="bookmark">praca praktyczna, zapoznałem się z różnymi sposobami wykonywania chromatografii

Chromatografia to metoda rozdzielania mieszanin oparta na różnych prędkościach ruchu cząsteczek różnych substancji w różnych ośrodkach. Zatem cząsteczki są tutaj rozdzielone. Dla ludzkości metoda ta umożliwiła dokonanie jakościowego skoku do przodu, stworzenie nowych kierunków w nauce, przeprowadzenie nowych badań, dokonanie ważnych odkryć, zjednoczenie ludzi o podobnych poglądach w pracy nad każdym z problemów.

Literatura

1., „Chemia. Kurs wprowadzający. Klasa 7 » Moskwa. Drop.2009;

2. , . "Chemia. Zeszyt ćwiczeń klasa 7 „Drop moskiewski. 2009.

3. Chromatografia - prosty sposób analizy substancji złożonych (Science and Life. Nr 2, 1998)

4. Nauka chromatografii na zajęciach z przedmiotu fakultatywnego ( Chemia w szkole nr 5, 2012)

Wsparcie informacyjne i zasoby internetowe

1. http://adalin. *****/l_01_00/l_01_10d. smtl

2. http://www. *****/art/ch-act/0325.php

3. http://*****/articles/565314/

4.http:///?p=94

5. Zdjęcie z archiwum osobistego

Metoda chromatografii papierowej odnosi się do chromatografii planarnej, opiera się na rozkładzie analizowanych substancji pomiędzy dwie niemieszające się ciecze.

W chromatografii podziałowej rozdział substancji następuje na skutek różnicy współczynników podziału składników pomiędzy dwiema niemieszającymi się cieczami. Substancja występuje w obu fazach w postaci roztworu. Faza stacjonarna utrzymywana jest w porach bibuły chromatograficznej, nie oddziałując z nią, bibuła pełni rolę nośnika fazy stacjonarnej.

Rodzaje papieru chromatograficznego:

1) papier hydrofilowy zatrzymuje w porach do 22% wody; fazą stacjonarną jest woda, fazą ruchomą jest rozpuszczalnik organiczny; papier taki służy do oznaczania substancji rozpuszczalnych w wodzie.

2) papier hydrofobowy odpycha wodę, dlatego jest impregnowany niepolarnym rozpuszczalnikiem organicznym (faza stacjonarna); fazą ruchomą jest woda; papier ten służy do oznaczania związków nierozpuszczalnych w wodzie (kwasy rozpuszczalne w tłuszczach, witaminy).

Do papieru chromatograficznego mają zastosowanie następujące wymagania:

¨ czystość chemiczna;

¨ neutralność chemiczna i adsorpcyjna w stosunku do analizowanych substancji i fazy ruchomej;

¨ jednorodność gęstości;

¨taka sama orientacja włókien.

W celu uzyskania chromatogramu kroplę analizowanej mieszaniny nanosi się na papier. Bibułę umieszcza się w komorze chromatograficznej, jej koniec zanurza się w naczyniu z eluentem. Rozpuszczalnik przemieszcza się wzdłuż papieru, mieszanina analizowanych substancji rozdziela się pomiędzy fazę ruchomą i stacjonarną i rozdziela się na papierze w postaci plam lub pasków. Położenie stref składników określa się poprzez wywołanie bibuły chromatograficznej odpowiednimi odczynnikami, które z rozdzielanymi składnikami mieszaniny tworzą barwne związki.

Do ilościowego określenia zdolności rozdziału substancji w układzie chromatograficznym stosuje się współczynnik rozkładu Kp – stosunek stężenia substancji w fazie stacjonarnej i ruchomej. Eksperymentalne ustalenie współczynników rozkładu w tej metodzie jest niemożliwe, do oceny możliwości rozdzielenia substancji na papierze wykorzystuje się współczynnik przemieszczenia (mobilności) R f. Współczynnik przemieszczenia jest równy stosunkowi prędkości ruchu substancji () do prędkości ruchu fazy ruchomej (). Eksperymentalnie wartość R f wyznacza się jako stosunek drogi X przebytej przez substancję do odległości X f przebytej przez rozpuszczalnik od początku do linii frontu:

Współczynnik R f zmienia się w granicach 0 - 1,00. Wartość Rf zależy od rodzaju analitu, rodzaju bibuły chromatograficznej, jakości i charakteru rozpuszczalnika, sposobu nałożenia próbki, techniki doświadczenia i temperatury. Współczynnik Rf nie zależy od stężenia analitu i obecności innych składników.

Identyfikacja według chromatogramu przeprowadza się w następujący sposób:

¨ wizualne porównanie charakterystycznej barwy stref substancji na chromatogramach badanych i standardowych;

¨ poprzez pomiar współczynników ruchliwości Rf dla wzorca i analitu w konkretnym rozpuszczalniku. Chromatografię i oznaczanie R f dla mieszaniny testowej i wzorcowej przeprowadza się na tym samym papierze i w tej samej komorze, w ściśle identycznych warunkach. Porównując współczynniki R f, można wyciągnąć wniosek o obecności w analizowanej mieszaninie określonych składników.

oznaczenie ilościowe przeprowadzić bezpośrednio według chromatogramu lub poprzez wypłukanie (wypłukanie) analitu z bibuły.

Metody analizy ilościowej:

¨ wizualne porównanie intensywności barwy plam na chromatogramach badanych i standardowych (oznaczenie półilościowe, dokładność 15–20%);

¨ zmierzenie pola powierzchni plamki utworzonej przez ten składnik i wyznaczenie stężenia substancji na podstawie wykresu kalibracyjnego zbudowanego dla szeregu roztworów wzorcowych we współrzędnych: powierzchnia plamki – stężenie substancji; dokładność oznaczania 5 - 10%;

¨ wymywanie analitu z powierzchni chromatogramu i spektrofotometryczny lub fluorymetryczny pomiar gęstości optycznej eluatu (A); stężenie substancji w roztworze oblicza się ze wzoru:

gdzie K jest współczynnikiem proporcjonalności; S to zmierzona wcześniej powierzchnia plamki, mm2; dokładność oznaczania 1%.

Zgodnie z metodą chromatografii wyróżnia się chromatografię wstępującą (ryc. 21), malejącą (ryc. 22), kołową (ryc. 23), gradientową i dwuwymiarową.

Chromatografia papierowa jest szeroko stosowana do oznaczania związków nieorganicznych, aminokwasów, amin, białek, węglowodanów, kwasów tłuszczowych, fenoli, witamin w przemyśle chemicznym, spożywczym, farmaceutycznym, medycznym i biochemicznym.

Metoda znalazła zastosowanie w analizie niemal wszystkich produktów spożywczych: w produkcji cukru – do oznaczania węglowodanów; w piekarnictwie i cukiernictwie – aminokwasy, kwasy organiczne, węglowodany, polisacharydy i związki karbonylowe; w winiarstwie – kwasy organiczne i aminokwasy; w produkcji mleka i jego przetworów – aminokwasy; w przemyśle mięsnym – fenole, kwasy tłuszczowe i lotne, aminokwasy i związki karbonylowe.

W przepływie rozpuszczalnika (eluentu). Chromatogram w tym przypadku nazywany jest obrazem położenia chromatograficznego. strefy na papierze po zakończeniu separacji. W chromatografii bibułowej Ch. przyr. specjalista. chromatograficzny papieru krawędzie powinny być możliwie jednorodne i zawierać wyłącznie włókna celulozowe. Może służyć jako faza stacjonarna lub jako obojętny nośnik fazy stacjonarnej.

W rozdzielczej chromatografii papierowej fazą stacjonarną jest woda adsorbowana przez bibułę lub organ niepolarny. p-rozpuszczalniki, papier impregnowany to-rymi (opcja z odwróconymi fazami) i eluent – ew. miesza org. roztwory z wodą, często zawierające również do-ty, kompleksujące itp. in-va, lub roztwory wodne inorg. to-t i sole. Szybkość ruchu komponentów zależy od współczynnika. ich rozkładu pomiędzy fazami oraz stosunku objętości tych faz.

W praktyce często wdraża się kilka jednocześnie. mechanizmy separacji. Chromatografię papierową przeprowadza się w chromatografii szklanej. komory lub inne zamknięte naczynia. Aby poprawić powtarzalność, często są one kondycjonowane poprzez powlekanie ich wnętrza. ścianki bibułą filtracyjną zwilżoną odpowiednim roztworem. W komorze umieszcza się tacę z eluentem, do której opuszczana jest krawędź chromatograficzna. papier po nałożeniu na niego próbki o rozłącznym wkładzie (zwykle 1-10 µl). Eluent porusza się pod działaniem kapilar i grawitacji. siły. W zależności od położenia bibuły i kierunku prądu eluentu rozróżnia się chromatografię bibułową wstępującą, opadającą i poziomą. Chromatografię można także prowadzić w polu odśrodkowym lub w warunkach gradientu temperatury, co zwiększa skuteczność i szybkość separacji. W tzw. W dwuwymiarowej chromatografii bibułowej próbkę nanosi się na jeden z rogów kwadratowej kartki, a po zakończeniu chromatografii w jednym eluencie bibułę suszy się i obracając o 90° zanurza się w innym eluencie. Na dwuwymiarowym chromatogramie uzyskaj do n 2 chromatograficzne. stref, gdzie i jest liczbą stref utworzonych podczas konwencjonalnej (jednowymiarowej) chromatografii bibułowej.

Po podniesieniu rozpuszczalnika do określonej wysokości bibułę wyjmuje się z komory, suszy i poddaje chromatografii. strefy. Jeśli strefy nie są zabarwione, chromatogram spryskuje się specjalnymi roztworami. odczynniki tworzące kolorowe lub fluorescencyjne związki, w których składniki mieszaniny są rozdzielane. Stosowane są również enzymatyczne i biolowe. metod wykrywania, na przykład w celu identyfikacji enzymów, chromatogram traktuje się roztworem odpowiednich substratów. Substancje radioaktywne wykrywa się poprzez naświetlenie chromatogramu kliszą rentgenowską.

Pozycje chromatograficzne strefy w chromatografii bibułowej charakteryzujące się wartością R f reprezentującą stosunek drogi przebytej przez środkową chromatografię. strefy, do ścieżki, którą pokonał przód p-rozpuszczalnika: R f \u003d 1 /, gdzie K s i V t są odpowiednio objętościami. fazy stacjonarne i ruchome, K d -współczynnik. rozkład in-va pomiędzy tymi fazami. R f błąd ok. 5%. W znormalizowanych warunkach wartość ta jest stała dla każdego in-va i służy do jej identyfikacji.

Ilość. analizę przeprowadza się bezpośrednio na chromatogramach lub po rozdzieleniu wysp chromatograficznych. strefy z bazy celulozowej. W pierwszym przypadku składniki określa się za pomocą densytometrii skaningowej, fluorymetrii, fotometrii lub metodą chromatograficzną. stref, a także aktywację. metod (w przypadku stosowania dwóch ostatnich metod strefy są wstępnie wycinane). Granice wykrywalności w strefach dla pochodnych barwnych wynoszą 0,1-10 µg, fluorymetrycznie -10 -3 -10 -2 µg, metodą aktywacji - 10 -4 -10 -10 µg. Oddzielenie składników od bazy celulozowej odbywa się poprzez ekstrakcję, spalenie papieru lub gotowanie go w mieszaninie to-t. Następnie składniki określa się dowolną odpowiednią metodą, zwykle spektrofotometryczną, miareczkową lub kinetyczną. Błąd ilościowy. analiza nie przekracza 10%.

Chromatografia papierowa. Od pierwszego słowa rozumiesz, że jest to coś związanego z papierem; a drugie słowo „chromatografia” oznacza „kolor” (chrom) i „zapis” (grafika). Złóż je, a otrzymasz „pisz w kolorze na papierze”.

Chromatografia papierowa jest najważniejszym testem w nauce. Dokładnie analizując skład substancji chemicznej według koloru, naukowiec może z łatwością zidentyfikować substancje wyjściowe. Łatwo zauważyć, że chromatografia, którą naprawdę warto poznać, działa właśnie poprzez efekt kapilarny, czyli sposób, w jaki woda rozprzestrzenia się w papierze.

Kolumna - zawiera sorbent chromatograficzny, pełni funkcję rozdziału mieszaniny na poszczególne składniki. Eluent - faza ruchoma: gaz, ciecz lub (rzadziej) płyn nadkrytyczny. Faza stacjonarna – faza stała lub ciecz związana na obojętnym nośniku, w chromatografii adsorpcyjnej – sorbent. Chromatogram jest wynikiem rejestracji zależności stężenia składników na wylocie kolumny od czasu. Detektor – urządzenie rejestrujące stężenie składników mieszaniny na wylocie kolumny. Chromatograf – urządzenie do chromatografii.

Chromatografia w dół Metoda, w której faza ruchoma przesuwa się w dół Chromatografia w górę Metoda, w której faza ruchoma przemieszcza się w górę Chromatografia pozioma Metoda, w której faza ruchoma porusza się poziomo Chromatografia kołowa Metoda, w której faza ruchoma przemieszcza się od środka koła do jego obwodu, po którym postęp fazy ruchomej trwa nadal po dotarciu frontu do końca bibuły Re-chromatografia Metoda, w której po zakończeniu pierwszego przemieszczania fazy ruchomej chromatogram jest suszony i chromatografia jest powtarzana (czasami kilkukrotnie) Wytwarzanie Metoda wykrywania substancji na chromatogramie Nośnik Papier chromatograficzny

Faza stacjonarna (stacjonarna) Faza zamocowana na nośniku Faza ruchoma (ruchoma) Faza zapewniająca ruch rozdzielanych substancji na nośniku za pomocą fazy stacjonarnej Początek Miejsce nałożenia próbki do badań

W chromatografii papierowej stosuje się specjalne gatunki papieru, różniące się liczbą, których wzrost zwiększa gęstość papieru. Papier zatrzymuje w porach wodę, która jest stacjonarną fazą ciekłą. Roztwór próbki nanosi się w postaci kropli na kartkę papieru w pewnej odległości od krawędzi. Po odparowaniu rozpuszczalnika krawędź arkusza umieszcza się w szczelnej komorze zawierającej wywoływacz - ruchomą fazę ciekłą (na przykład alkohole, ketony, fenole, czterochlorek węgla, chloroform i inne ich mieszaniny, a także mieszaniny z substancjami nieorganicznymi). rozpuszczalniki). W tym przypadku plamka początkowa przemieszcza się wzdłuż prądu wywoływacza i mieszanina zostaje rozdzielona na składniki. Jeżeli substancje nie są zabarwione, to chromatogram wywołuje się np. przez oprysk roztworem wskaźnika, bada się go w promieniach ultrafioletowych itp. Stosunek drogi Rf przebytej przez plamkę I do drogi przebytej przez przód wywoływacza m, w tych samych warunkach doświadczalnych, jest wartością stałą; Rf dla różnych substancji różnią się wartością i można je wykorzystać do identyfikacji związków.

Klasyfikacja Chromatografię bibułową, jak i ogólnie chromatografię, można podzielić na adsorpcję dystrybucyjną Normalną (metoda stosowana do rozdzielania substancji lipofilowych). Wymienna jonowa preparatywna analityczna z odwróconą fazą

Ilościowe oznaczanie różnych substancji w plamkach chromatogramu przeprowadza się konwencjonalnymi metodami analitycznymi. Wyróżnia się chromatogramy: jednowymiarowy, dwuwymiarowy, kołowy, kolumnowy i elektroforetyczny.

I. Chromatografia adsorpcyjna polega na selektywnej adsorpcji poszczególnych składników analizowanej mieszaniny przez odpowiednie adsorbenty. Podczas pracy tą metodą analizowany roztwór przepuszcza się przez kolumnę wypełnioną drobnymi ziarnami adsorbentu. Chromatografię adsorpcyjną stosuje się do oddzielania nieelektrolitów, par i gazów. II. Chromatografia podziałowa polega na wykorzystaniu różnicy współczynników sorpcji poszczególnych składników analizowanej mieszaniny pomiędzy dwiema niemieszającymi się cieczami. Jedna z cieczy (stacjonarna) znajduje się w porach substancji porowatej (nośnika), a druga (ruchoma) to kolejny rozpuszczalnik, który nie miesza się z pierwszym.

Rozpuszczalnik ten przepuszcza się przez kolumnę z małą szybkością. Różne wartości współczynników rozkładu zapewniają różną prędkość ruchu i separację składników mieszaniny. Współczynnik podziału substancji pomiędzy dwa niemieszające się rozpuszczalniki to stosunek stężenia substancji w rozpuszczalniku ruchomym do stężenia tej samej substancji w rozpuszczalniku nieruchomym:

Specjalnym rodzajem chromatografii podziału jest chromatografia gazowo-cieczowa (GLC). Jako fazę stacjonarną stosuje się różne nielotne ciecze na obojętnym stałym nośniku; jako faza ruchoma azot gazowy, wodór, hel, dwutlenek węgla itp. Rozdzielanie mieszanin metodą GLC odbywa się w kolumnach, którymi są rurki o średnicy wewnętrznej 16 mm i długości 15 m, wypełnione nośnik obojętny, np. diatomit impregnowany nielotną cieczą, lub kapilary stalowo-szklane o średnicy 0,2 0,3 mm i długości 25 100 m z fazą ciekłą osadzoną na ściankach tych kapilar (gaz kapilarny- chromatografia cieczowa).

. Chromatografia jonowymienna opiera się na wykorzystaniu procesów wymiany jonowej zachodzących pomiędzy ruchomymi jonami adsorbentu a jonami elektrolitu, gdy roztwór analitu przepuszcza się przez kolumnę wypełnioną substancją jonowymienną (wymiennik jonowy). Wymieniacze jonowe to nierozpuszczalne, nieorganiczne i organiczne związki o dużej masie cząsteczkowej, zawierające grupy aktywne (jonowe). Ruchome jony tych grup mogą w kontakcie z roztworami elektrolitów zostać wymienione na kationy lub aniony substancji rozpuszczonej. Jako wymieniacze jonowe stosuje się tlenek glinu (do chromatografii), permutynę, węgiel sulfonowany i różne substancje jonowymienne, żywice jonowymienne. Wymieniacze jonowe dzielą się na wymieniacze kationowe zdolne do wymiany kationowej (zawierają grupy aktywne: SO 3 H, COOH, OH); wymieniacze anionowe zdolne do wymiany anionowej (grupy aktywne: NH2, =NH); amfolity to substancje jonowymienne o właściwościach amfoterycznych.

IV. Chromatografia sedymentacyjna opiera się na różnej rozpuszczalności osadów utworzonych przez różne składniki analizowanej mieszaniny za pomocą specjalnych odczynników zastosowanych do silnie zdyspergowanej substancji. Analizowane roztwory przepuszcza się przez kolumnę wypełnioną porowatą substancją (nośnikiem). Nośnik impregnowany jest odczynnikiem strącającym, który z jonami roztworu tworzy osady o różnej rozpuszczalności. Powstałe osady, w zależności od rozpuszczalności, układają się w określonej kolejności na wysokości kolumny.

V. Chromatografia wykluczania (sita molekularnego) opiera się na różnej przepuszczalności cząsteczek składowych do fazy stacjonarnej (wysoce porowaty żel niejonowy). Chromatografię wykluczania dzieli się na chromatografię żelowo-permeacyjną (GPC), w której eluentem jest rozpuszczalnik niewodny, oraz filtrację żelową, w której eluentem jest woda.

Umieszczając kroplę mieszaniny czerwonego i niebieskiego tuszu na środku zwilżonej bibuły filtracyjnej i ostrożnie wlewając czystą wodę, wkrótce uzyskasz dokładnie taki sam obraz. Poniżej znajduje się chromatogram pierścieniowy na papierze złożonej mieszaniny sześciu różnych aminokwasów,

opracowany przez cztery różne odczynniki. U góry po prawej stronie znajduje się chromatogram 2D jeszcze bardziej złożonej mieszaniny czternastu różnych aminokwasów. Chromatogram ten otrzymano z jednej kropli roztworu mieszaniny kwasów nałożonej na punkt wskazany kółkiem. Rozwój prowadzono naprzemiennie w dwóch kierunkach, z różnymi odczynnikami. Każde miejsce znacznika należy do jednego aminokwasu. Na podstawie koloru i położenia plamki można absolutnie dokładnie określić charakter substancji. U góry po lewej - chromatogram zwykłej plamy atramentowej na bibule.

Opracowywanie chromatogramów Opracowywanie składników na chromatogramie przeprowadza się jedną z metod podanych poniżej. Metody fizyczne (Wizualnie, w świetle dziennym, na chromatogramie zaznacza się położenie plam substancji barwnych. W obecności substancji fluorescencyjnych wywoływanie odbywa się w świetle UV.) Metody chemiczne (Chromatogramy wywoływane są za pomocą wywoływaczy ciekłych i gazowych, przy użyciu reakcja związków obecnych na chromatogramie z odpowiednim wywoływaczem, w wyniku której powstaje substancja barwna lub fluorescencyjna (wywoływacze w płynie nanosi się za pomocą pistoletu natryskowego lub stosuje się odczynniki w aerozolu, gazowe poprzez umieszczenie chromatogramu w parach deweloper.)

Chromatogram umieszcza się poziomo na arkuszu bibuły filtracyjnej lub pozostawia zawieszony na szklanym pręcie i spryskuje możliwie małymi kroplami (mgłą) wywoływacza na całej powierzchni chromatogramu, najpierw z jednej strony, a następnie z druga strona. Przy wywoływaniu gazowym chromatogram zawiesza się w komorze, w której umieszczony jest lotny odczynnik (np. kryształki jodu) lub na dnie której wywoływacz otrzymuje się chemicznie (np. tlenki azotu otrzymuje się przez dodanie stały azotyn sodu do roztworu kwasu solnego).

Metody biologiczne Chromatogramy opracowywane są na podstawie aktywności biologicznej substancji poddawanych chromatografii. Ocena jakościowa chromatogramu polega na określeniu położenia plamki lub pasma, które charakteryzuje się wartością R f=a/b, gdzie a jest odległością od środka plamki próbki do linii początkowej, mm; b to odległość od czoła rozpuszczalnika do linii startu, w mm, lub wartość Rx: Rx= a/c, gdzie c to odległość od środka plamki substancji odniesienia do linii startu, mm.

Oznaczenie ilości pożądanego składnika w próbce przeprowadza się poprzez porównanie wielkości i intensywności barwy jej plamki z plamami substancji wzorcowej naniesionej na papier w zakresie stężeń określonym w regulacyjnej dokumentacji technicznej badanego odczynnika oraz przetwarzane w warunkach testowych. Ocenę przeprowadza się wizualnie lub za pomocą aparatury (np. densytometru, urządzenia do skanowania plam składników na papierze) lub poprzez elucję plam i późniejsze fotometryczne oznaczanie gęstości optycznej roztworów. Chromatogramy przechowuje się w warunkach uniemożliwiających powstawanie wzajemnych odcisków chromatogramów (np. za pomocą wkładek bibułowych). Jeżeli charakter plam na to pozwala, na chromatogramy nakładana jest warstwa szybkoschnącego lakieru. W razie potrzeby narysuj kontur chromatogramu lub fotografię.

PRZYKŁADY SPRZĘTU DO CHROMATOGRAFII PAPIEROWEJ I SPOSÓB ICH UŻYCIA Komora chromatograficzna skierowana w górę i w dół 1. Komora chromatograficzna w górę i w dół (rys. 1) Ryc. 2. Komora do chromatografii poziomej (Rys.2) (Rys.2) 1 komora; 2 siatki szklanych prętów; 3 szklane pręty do dociskania końca chromatogramu; 4 okładki; 5 chromatogram; 6 rozpuszczalnik

Gówno. 3. Komora na chromatogram kołowy (dwie płytki Petriego) (ryc. 3) 1 knot papierowy; 2, 4 szalki Petriego; 3 chromatogram kołowy; 5 rozpuszczalnik 4. Sposoby pozycjonowania chromatogramu w chromatografii wstępującej (ryc. 4) 1 chromatogram; 2 komora chromatograficzna; 3 rozpuszczalnik

Gówno. 5. Sposób umieszczania chromatogramu papierowego w chromatogramie rowkowym 1; 2 początek; 3 szklany pręt; 4 wygięty drążek do wciskania chromatogramu w rowek; 5 rowków

Chromatogram dwuwymiarowy otrzymuje się poprzez rozdzielenie plamek chromatogramu jednowymiarowego innym wywoływaczem w kierunku prostopadłym do pierwszego rzędu plam. Na chromatogramie kołowym plamka umieszczona na środku liścia jest rozmazana wzdłuż koncentrycznych okręgów. W chromatografii kolumnowej papierowej rozdział przeprowadza się na krążkach papierowych szczelnie umieszczonych w cylindrycznej kolumnie. W celu uzyskania chromatogramów elektroforetycznych arkusz papieru impregnuje się elektrolitem, umieszczanym pomiędzy elektrodami, nanosi się analizowaną mieszaninę, elektrody podłącza się do źródła prądu stałego i jednocześnie na papier wprowadza się mobilny rozpuszczalnik w postaci kierunek prostopadły do kierunku linii siły prądu elektrycznego.

W tej metodzie separacja składników następuje na skutek ich nierównomiernego rozmieszczenia pomiędzy dwiema fazami ciekłymi oraz różnej prędkości ruchu substancji pod działaniem pola elektrycznego. Chromatografia papierowa służy do rozdzielania i analizy substancji nieorganicznych i organicznych w materiałach naturalnych i przemysłowych (na przykład oznaczanie żywic w produktach naftowych, pierwiastków ziem rzadkich w skałach i minerałach).

Metody chromatograficzne są niezbędne w kontroli jakości żywności. Wartość odżywczą produktów określa się poprzez analizę składu aminokwasowego białek, składu izomerycznego kwasów tłuszczowych i glicerydów w tłuszczach, węglowodanach, kwasach organicznych i witaminach. W ostatnich latach wiele z tych analiz przeprowadzono przy użyciu wysokosprawnej chromatografii cieczowej. Aby ocenić bezpieczeństwo produktów, wykrywa się w nich dodatki do żywności (konserwanty, przeciwutleniacze, słodziki, barwniki itp.), określa się świeżość produktów, ustala się wczesne etapy psucia się oraz dopuszczalny okres przydatności do spożycia.

Metodami chromatograficznymi można wykryć w produktach spożywczych takie zanieczyszczenia jak pestycydy, nitrozoaminy, mikotoksyny (aflatoksyny, ochratoksyna A, zearalenon itp.), wielopierścieniowe związki aromatyczne, aminy biogenne, azotany itp. Do skażenia produktów spożywczych dochodzi także na skutek wnikania szkodliwe substancje zawarte w materiałach opakowaniowych, w szczególności chlorek winylu, benzen, plastyfikatory itp. W produktach mięsnych oznacza się sterydy anaboliczne, hormony i innego rodzaju farmaceutyki, których nadużywanie jest charakterystyczne dla intensywnej hodowli zwierząt. Odrębnym obszarem zastosowań chromatografii gazowej jest analiza składu aromatu produktów spożywczych. Znaleziono tysiące lotnych składników, z których tylko kilkadziesiąt decyduje o charakterze zapachu, pozostałe nadają zapachowi i smakowi indywidualności produktu.

W ostatnich latach pojawił się nowy kierunek – enancjoselektywna analiza składników żywności. Na podstawie stosunku izomerów optycznych aminokwasów, hydroksykwasów i niektórych innych związków można jednoznacznie stwierdzić, czy dany produkt jest naturalny, czy też zawiera syntetyczne imitatory i dodatki. Analiza enancjomeryczna wykazała, że obróbka mikrofalowa produktów spożywczych, w przeciwieństwie do ostrej obróbki termicznej, nie prowadzi do racemizacji aminokwasów. Jednak wszystkie produkty mleczne poddawane procesom fermentacji zawierają dużo (nietoksycznej) D-alaniny i kwasu D-asparaginowego, produktów przemiany materii bakterii kwasu mlekowego.

W tłuszczach naturalnych dominują izomery cis kwasów tłuszczowych. Niedawno odkryto, że izomery trans zwiększają poziom LDL i zmniejszają stężenie lipoprotein o dużej gęstości we krwi, co może przyczyniać się do rozwoju miażdżycy. Rozwój techniki rozdziału i analizy metodą chromatografii gazowej wszystkich izomerów kwasów tłuszczowych wymusił na producentach kilkukrotne zmniejszenie zawartości izomerów trans kwasów nienasyconych w margarynie.

W niektórych serach za pomocą chromatografii gazowej zidentyfikowano wiele niepożądanych, fizjologicznie aktywnych amin biogennych, w związku z czym sery te zostały zakazane. W Japonii L-tryptofan jest stosowany w żywności, otrzymywanej w drodze inżynierii genetycznej i biotechnologii. A kiedy u tysięcy ludzi zdiagnozowano nieznaną wcześniej chorobę i dziesiątki chorych zmarło, metodami chromatograficznymi ustalono, że te tragiczne skutki spowodowane były obecnością toksycznych zanieczyszczeń w tryptofanie (wykryto 60 zanieczyszczeń). Wina, koniaki i inne produkty zawierające alkohol poddawane są analizie metodą chromatografii gazowej.

Teraz znowu wracamy do fałszywego masła. Jest taki olej - „Chłopski”. Wygląda jak olej, jak olej. Pachnie jak masło. Pyszne. Na początek postanowiono sprawdzić, ile zawiera trójglicerydów. W prawdziwym oleju trójglicerydy w masie wszystkich lipidów stanowią większość. Średnio - 98%. Do weryfikacji wykorzystujemy metodę chromatografii cienkowarstwowej. Używamy płytek Sorbfil. Układ chromatograficzny jest najprostszy - benzen.

Chromatografia podziałowa. Chromatografia papierowa. Chromatografia osadowa. Pojęcie chromatografii ositowej (wykluczającej). Chromatografia żelowa.

Chromatografia podziałowa.

metoda chromatograficzna, w której faza stacjonarna (stacjonarna) jest chemicznie związana z powierzchnią stacjonarnego nośnika. Faza ruchoma to ciecz służąca jako rozpuszczalnik lub gaz (chromatografia gazowa). Separacja następuje na skutek różnicy polarności rozdzielanych substancji. W chromatografii podziału nośnik impregnuje się jednym z rozpuszczalników („rozpuszczalnik stacjonarny”), a drugi rozpuszczalnik („ruchomy”) przepuszcza się przez kolumnę z nośnikiem. Najczęściej jako nieruchomy rozpuszczalnik przyjmuje się wodę lub inne ciecze polarne (kwas siarkowy, alkohol metylowy itp.); jako rozpuszczalnik mobilny - ciecze mniej polarne, które nie mieszają się z pierwszą we wszystkich proporcjach. Część badanej mieszaniny substancji rozpuszczonej w mobilnym rozpuszczalniku wstrzykuje się do kolumny i po wchłonięciu roztworu przez górną część kolumny kolumnę przemywa się czystym mobilnym rozpuszczalnikiem. Podczas procesu mycia substancje mieszaniny są w sposób ciągły redystrybuowane pomiędzy dwiema niemieszającymi się fazami ciekłymi. Ponieważ różne składniki mieszaniny mają różne współczynniki rozkładu, prędkość przemieszczania się poszczególnych składników jest różna. Składnik mieszanki o najwyższym współczynniku dystrybucji będzie miał największą prędkość ruchu: C

C = stałe

te. stosunek stężenia substancji rozpuszczonej w fazie ruchomej do jej stężenia w fazie stacjonarnej.

Jednym z głównych warunków uzyskania wyraźnego rozdziału mieszaniny metodą chromatografii podziału jest praktyczny brak jakichkolwiek interakcji pomiędzy składnikami mieszaniny i nośnikiem. Jeżeli ten warunek jest spełniony, wówczas po przemyciu kolumny następuje całkowite rozdzielenie mieszaniny. Liczba nośników odpowiednich do chromatografii podziału jest niezwykle ograniczona. Mniej lub bardziej zadowalające właściwości posiadają takie nośniki jak specjalnie przygotowany żel krzemionkowy, oczyszczona skrobia, celuloza.

Chromatografia papierowa.

pobiera się pasek bibuły filtracyjnej o długości 30-50 cm i szerokości 1,5 cm, na który w pewnej odległości od krawędzi nanosi się kroplę mieszaniny analizowanych substancji na jeden z końców tego paska. Ten koniec bibuły zanurza się następnie w kąpieli zawierającej rozpuszczalnik organiczny nasycony wodą. Wraz z powolnym przepływem rozpuszczalnika przez pory papieru następuje ciągła redystrybucja substancji mieszaniny pomiędzy dwiema fazami ciekłymi. Jeżeli różne składniki mieszaniny mają różne współczynniki podziału, wówczas prędkość postępu poszczególnych składników mieszaniny będzie różna. Ruch ruchomego rozpuszczalnika na papierze może odbywać się w dół lub w górę. Po zakończeniu chromatografii pasek papieru suszy się, a następnie wywołuje odczynnikiem dającym reakcję barwną ze związkami przeznaczonymi do analizy. Powstały chromatogram jest zbiorem kolorowych plamek ułożonych w określonej kolejności na pasku papieru.

Ryż. 22. A - chromatogram rosnący; B - chromatogram zstępujący; 1 - naczynie do chromatografii; 2 - zbiornik z rozpuszczalnikiem; 3 - papier chromatograficzny; 4 - punkty początkowe; 5 - oddzielone elementy; 6 - przód rozpuszczalnika.

W chromatografii typu down, rozpuszczalnik przesuwa się w dół bibuły ze zbiornika rozpuszczalnika na górze naczynia. W ten sposób można wyeluować poszczególne składniki. Najpopularniejszymi układami rozpuszczalników są: CH3COOH-H2O (15:85 obj.), 1-butanol – CH3COOH-H20 (4:1:5), 2-propanol – NH3 (stęż.) – H2O (9:1:2) , 1-butanol - 1,5 n. NH3 (1:1), fenol - woda itp. Skład fazy ruchomej dobiera się zwykle eksperymentalnie lub na podstawie danych podanych w podręcznikach lub monografiach dotyczących chromatografii papierowej.

Chromatografia osadowa- metoda chromatograficzna oparta na zdolności rozdzielanych substancji do tworzenia słabo rozpuszczalnych związków o różnych produktach rozpuszczalności. Fazę stacjonarną stanowi obojętny nośnik pokryty warstwą środka strącającego; oddzielone substancje znajdujące się w fazie ruchomej oddziałują ze środkiem strącającym i tworzą substancje słabo rozpuszczalne – strącanie. Wraz z dalszym przepływem rozpuszczalnika następują kolejno: rozpuszczenie tych osadów, przeniesienie substancji wzdłuż warstwy fazy stacjonarnej, ponowne wytrącenie itp. W tym przypadku szybkość ruchu osadu wzdłuż fazy stacjonarnej faza jest proporcjonalna do produktu rozpuszczalności (PR). Chromatogram w tym przypadku będzie rozkładem opadów na warstwie nośnej. Przykładem jest separacja jonów halogenkowych na nośniku (żel krzemionkowy, celuloza itp.) impregnowanym solą srebra. Istnieje możliwość wykorzystania ich nierównej rozpuszczalności w różnych rozpuszczalnikach lub w roztworach o różnej sile jonowej do oddzielania osadów. Jest realizowany zarówno w wersji słupowej, jak i płaskiej.

Filtracja żelowa lub chromatografia wykluczania(sito, żelowa permeacja, chromatografia żelowo-filtracyjna) - rodzaj chromatografii, podczas której cząsteczki substancji rozdzielane są pod względem wielkości ze względu na ich różną zdolność wnikania w pory fazy stacjonarnej. W tym przypadku w pierwszej kolejności z kolumny opuszczają największe cząsteczki (o większej masie cząsteczkowej) zdolne do przeniknięcia do minimalnej liczby porów fazy stacjonarnej. Substancje o małych rozmiarach molekularnych, które swobodnie wnikają w pory, wychodzą na sam koniec. W przeciwieństwie do chromatografii adsorpcyjnej, w filtracji żelowej faza stacjonarna pozostaje chemicznie obojętna i nie oddziałuje z oddzielanymi substancjami. Do kolumny wprowadza się roztwór próbki, którego objętość ogranicza jakość chromatografii. W przypadku rozdziałów analitycznych nie powinna przekraczać 0,1% CV (całkowitej objętości kolumny), a w przypadku oczyszczania preparatywnego nie powinna przekraczać 8-10% CV. Kolumna wypełniona jest proszkiem, którego cząstki lub granulki mają pory o określonej średnicy. Substancje wielkocząsteczkowe, które nie dostają się do porów, przechodzą pomiędzy granulkami, zatem ich objętość retencyjna jest równa objętości kolumny pomniejszonej o objętość fazy stacjonarnej (tzw. objętość wolna). Eluują jako pierwsze. Cząsteczki średniej wielkości pasują do porów sorbentu, ale nie całkowicie. Dlatego ich objętość retencji jest nieco większa niż objętość wolna. Eluują jako drugie. Najmniejsze cząsteczki swobodnie dostają się do porów wraz z cząsteczkami rozpuszczalnika. Dlatego ich objętość retencji w kolumnie jest znacznie większa niż objętość wolna i zbliża się do całkowitej objętości kolumny (tj. 100% CV). Eluują jako ostatnie.

Jakościowa analiza chemiczna. Klasyfikacja metod analizy jakościowej (analiza frakcyjna i systematyczna, makro-, półmikro-, mikro-, ultramikroanaliza). Reakcje analityczne i odczynniki stosowane w analizie jakościowej (specyficznej, selektywnej, grupowej). Zastosowanie analizy jakościowej w farmacji.

Analiza jakościowa- identyfikacja (wykrywanie) składników analizowanych substancji i przybliżone oszacowanie ilości ich zawartości w substancjach i materiałach. Składnikami mogą być atomy i jony, izotopy pierwiastków i poszczególne nuklidy, cząsteczki, grupy funkcyjne i rodniki, fazy itp.

Klasyfikacja metod Metodę analizy dobiera się w zależności od oczekiwanej zawartości substancji oraz granicy wykrywalności zastosowanej reakcji. Obecnie podczas badania jakościowej analizy chemicznej w laboratoriach edukacyjnych stosuje się półmikroanalizę.