Chromatografie
Van Wikipedia
Chromatografie is een techniek waarmee mengsels van verschillende chemische stoffen gescheiden kunnen worden. Het woord betekent letterlijk kleuren-schrijven. Het principe waarop chromatografie berust is ontdekt door de Russische bioloog Tswett. In 1906 probeerde hij verschillende plantpigmenten van elkaar te scheiden. Dit zijn gekleurde verbindingen, vandaar de naam chromatografie.
Inhoud |
[bewerk] Principe
De essentie van ieder chromatografiesysteem is een stilstaande stationaire fase waar een mobiele fase langs stroomt. Wanneer een mengsel aangebracht wordt op de stationaire fase aan het begin van het stromingstraject van mobiele fase, dan worden de stoffen waar het mengsel uit bestaat meegenomen door de mobiele fase. De snelheid waarmee de verschillende stoffen worden meegenomen is afhankelijk van de mate waarin een stof zich hecht aan de stationaire fase respectievelijk de mobiele fase.
In de drie kolommen hiernaast is het scheidingsprincipe zichtbaar. Het systeem bestaat uit een kolom gevuld met een vaste stationaire fase (zeegroen) waar vloeibare mobiele fase langs stroomt (lichtblauw). Wanneer er een mengsel van twee stoffen (geel en rood) op de kolom aangebracht wordt dan worden beide stoffen meegevoerd door de kolom heen, maar omdat de gele stof zich sterker hecht aan de stationaire fase dan de rode stof zullen de twee stoffen één voor één de kolom verlaten. Het mengsel is dan dus gescheiden.
[bewerk] Gas of vloeistof
Chromatografiesystemen kunnen aan de hand van verschillende criteria ingedeeld worden. Een belangrijk criterium is de gebruikte mobiele fase: als dat een vloeistof is spreekt men van vloeistofchromatografie en als dat een gas is spreekt men van gaschromatografie. Gaschromatografie wordt gebruikt voor het scheiden van mengsels van vluchtige stoffen zoals koolwaterstoffen met lage molmassa's. Vloeistofchromatografie wordt gebruikt voor stoffen met een hoog kookpunt of stoffen die bij hoge temperaturen instabiel zijn.
[bewerk] Kolomchromatografie
Bij kolomchromatografie zit de stationaire fase in een holle buis van glas, roestvrij staal of kunststof.
Bij eenvoudige toepassingen zoals het opzuiveren van producten in een organisch laboratorium wordt de mobiele fase druppelsgewijs aangebracht aan de bovenkant van de kolom waarna de vloeistof door de zwaartekracht door de stationaire fase heen zakt. Bij meer geavanceerde toepassingen zoals HPLC en gaschromatografie wordt de mobiele fase onder druk door de kolom gepompt.
[bewerk] Papierchromatografie en Dunnelaagchromatografie
De eenvoudigste vorm van chromatografie is de papierchromatografie. Deze vorm is eigenlijk aan iedereen wel bekend die een inktvlek op een stuk papier heeft doen ontstaan. Vooral vloeipapier of een koffiefilter werkt erg goed. Wanneer een pen een tijdje in contact met het papier gehouden wordt trekt de inktvloeistof langzamerhand het papier in, maar de kleurstoffen in de inkt reizen niet altijd met dezelfde snelheid mee. Het gevolg is dat er vaak verschillende banden met ieder een eigen kleur ontstaan. Dunnelaagchromatografie (DLC) werkt volgens hetzelfde principe als papierchromatografie: een plaatje waarop een stationaire fase is aangebracht wordt in een bodempje loopvloeistof gezet, de vloeistof wordt opgezogen en het monster wordt meegenomen. DLC wordt vooral gebruikt voor meer professionele toepassingen.
[bewerk] Analytische of preparatieve chromatografie
Er kunnen verschillende redenen zijn om een mengsel te willen scheiden en de eisen die gesteld worden aan het chromatografiesysteem zijn afhankelijk van het beoogde doel.
[bewerk] Analytische chromatografie
Wanneer onderzoek naar de samenstelling van een mengsel het beoogde doel is dan wordt er voornamelijk naar gestreefd om een zo hoog mogelijke resolutie te bereiken bij een zo kort mogelijke retentietijd. Een hoge resolutie kan bereikt worden door een zeer kleine hoeveelheid monster (enkele microgrammen) te scheiden op een dunne kolom. Meestal hebben analytische kolommen een interne diameter van 1 tot 5 millimeter.
[bewerk] Preparatieve chromatografie
Wanneer men een bepaalde component van een mengsel in zuivere vorm in handen wil krijgen wordt preparatieve chromatografie toegepast, bijvoorbeeld voor het opzuiveren van een onzuivere grondstof. Een kolom voor preparatieve chromatografie heeft een veel grotere capaciteit dan een analytische kolom maar een veel lagere resolutie. Preparatieve systemen hebben een capaciteit die kan variëren van enkele grammen (laboratoriumschaal) tot honderden kilo's (productieschaal).
