Бумажная хроматография — это аналитический метод, используемый для разделения окрашенных химикатов или веществ. [1] В настоящее время он в основном используется в качестве учебного пособия, будучи замененным в лаборатории другими методами хроматографии, такими как тонкослойная хроматография (ТСХ).
Установка состоит из трех компонентов. Подвижная фаза представляет собой раствор, который перемещается вверх по неподвижной фазе за счет капиллярного действия . Подвижная фаза обычно представляет собой смесь неполярного органического растворителя, в то время как неподвижная фаза представляет собой полярный неорганический растворитель вода. Здесь бумага используется для поддержки неподвижной фазы, воды. Полярные молекулы воды удерживаются внутри пустотного пространства целлюлозной сетки основной бумаги. Разница между ТСХ и бумажной хроматографией заключается в том, что неподвижная фаза в ТСХ представляет собой слой адсорбента (обычно силикагеля или оксида алюминия ), а неподвижная фаза в бумажной хроматографии представляет собой менее впитывающую бумагу.
Вариант бумажной хроматографии, двумерная хроматография , предполагает использование двух растворителей и поворот бумаги на 90° между ними. Это полезно для разделения сложных смесей соединений, имеющих схожую полярность, например, аминокислот .
Фактор удерживания (R ƒ ) можно определить как отношение расстояния, пройденного растворенным веществом, к расстоянию, пройденному растворителем. Он используется в хроматографии для количественной оценки степени замедления образца в неподвижной фазе относительно подвижной фазы. [2] Значения R ƒ обычно выражаются в виде дроби, состоящей из двух десятичных знаков.
Например, если соединение проходит 9,9 см, а фронт растворителя проходит 12,7 см, то значение R ƒ = (9,9/12,7) = 0,779 или 0,78. Значение R ƒ зависит от температуры и растворителя, используемого в эксперименте, поэтому несколько растворителей предлагают несколько значений R ƒ для одной и той же смеси соединений. Растворителем в хроматографии является жидкость, в которую помещается бумага, а растворенным веществом являются чернила, которые разделяются.
Бумажная хроматография — один из методов проверки чистоты соединений и идентификации веществ. Бумажная хроматография — полезный метод, поскольку он относительно быстрый и требует лишь небольших количеств материала. Разделение в бумажной хроматографии основано на принципе разделения. В бумажной хроматографии вещества распределяются между неподвижной и подвижной фазами. Неподвижная фаза — это вода, захваченная между целлюлозными волокнами бумаги. Подвижная фаза — это проявляющий раствор, который перемещается вверх по неподвижной фазе, унося с собой образцы. Компоненты образца будут легко разделяться в зависимости от того, насколько сильно они адсорбируются на неподвижной фазе по сравнению с тем, насколько легко они растворяются в подвижной фазе.
Когда цветной химический образец помещается на фильтровальную бумагу, цвета отделяются от образца, помещая один конец бумаги в растворитель . Растворитель диффундирует вверх по бумаге, растворяя различные молекулы в образце в соответствии с полярностями молекул и растворителя. Если образец содержит более одного цвета, это означает, что он должен иметь более одного вида молекул. Из-за различных химических структур каждого вида молекул очень высоки шансы, что каждая молекула будет иметь по крайней мере немного отличающуюся полярность, что дает каждой молекуле различную растворимость в растворителе. Неравная растворимость заставляет различные цветные молекулы покидать раствор в разных местах, поскольку растворитель продолжает двигаться вверх по бумаге. Чем более растворима молекула, тем выше она будет перемещаться вверх по бумаге. Если химическое вещество очень неполярное, оно вообще не растворится в очень полярном растворителе. Это то же самое для очень полярного химического вещества и очень неполярного растворителя.
При использовании воды (очень полярного вещества) в качестве растворителя, чем более полярен цвет, тем выше он поднимется на бумаге. [ необходима цитата ] [ оригинальное исследование? ]
Разработка хроматограммы осуществляется путем пропускания растворителя по бумаге. Здесь подвижная фаза помещается в держатель растворителя наверху. Пятно удерживается наверху, а растворитель стекает по бумаге сверху.
Здесь растворитель движется вверх по хроматографической бумаге. Как нисходящая, так и восходящая бумажная хроматография используется для разделения органических и неорганических веществ. Образец и растворитель движутся вверх.
Это гибрид обеих вышеописанных методик. Верхняя часть восходящей хроматографии может быть сложена вокруг стержня, чтобы позволить бумаге стать нисходящей после пересечения стержня.
Берется круглая фильтровальная бумага, и образец помещается в центр бумаги. После высыхания пятна фильтровальная бумага привязывается горизонтально на чашке Петри с растворителем, так что фитиль бумаги погружается в растворитель. Растворитель поднимается через фитиль, и компоненты разделяются на концентрические кольца.
В этой технике используется квадратная или прямоугольная бумага. При этом образец прикладывается к одному из углов и проявление производится под прямым углом к направлению первого прохода.
Открытие бумажной хроматографии в 1943 году Мартином и Синджем впервые предоставило средства для исследования компонентов растений, их разделения и идентификации. [3] Эрвин Чаргафф в своей истории человека Вайнтрауба упоминает статью Консдена, Гордона и Мартина 1944 года. [4] [5] После 1945 года в этой области произошел взрыв активности. [3]