Download
1 / 25
250 likes | 514 Views
Õhukse kihi kromatograafia. Janne Lauk G-31. Kromatograafia on segu komponentideks lahutamise meetod. Kormatograafiline aparatuur annab enamasti kohe vastuse küsimusele: „Mis ained on proovis ja kui palju neid on?“.
E N D
Õhukse kihi kromatograafia Janne Lauk G-31
Kromatograafia on segu komponentideks lahutamise meetod. • Kormatograafiline aparatuur annab enamasti kohe vastuse küsimusele: „Mis ained on proovis ja kui palju neid on?“
Kromatograafia avastas vene botaanik Mihhail Tsvet 1903.a., eraldades taime pigmente adsorbendi abil. • 1931.a. hakkas sellega tegelema nn. “Heidelbergi koolkond” (R. Kuhn, H. Winterstein, E. Lederer). • 1956.a. töötas saksa teadlane Stahl välja metoodika ja aparatuuri õhukese kihi kromatograafia jaoks.
Kromatograafiline analüüs sooritatakse kinnises süsteemis – kolonnis või lahtises süsteemis – paberil, õhukese kihi kromatograafilisel plaadil.
Kromatograafilise analüüsi meetodid põhinevad proovi komponentide erineval jaotumisel liikuva ja liikumatu faasi vahel ehk siis erinevate keemiliste ühendite erineval tasakaalul liikumatul faasil (sorbendil) sorbeerunud ja liikuvas faasis (kandevkeskonnas) olevate molekulide (või ioonide) vahel.
liikuv faas kannab komponente läbi kolonni (või tasapinnal) ja proovi komponendid hakkavad jaotuma liikuva ja liikumatu faasi vahel. • erinevad molekulid (ioonid) liiguvad liikuva faasi (kandevkeskonna) voos erineva kiirusega ja komponendid lahutuvad seetõttu ruumiliselt.
Jaotustegurite erinevuse tõttu viibivad liikumatus faasis paremini sorbeeruvad komponendid kauem kolonnis kui komponendid, mille sorptsioon on väiksem ja mida liikuv faas viib kolonnist varem välja. • Sellega saavutatakse, et esialgne segu lahutub üksikuteks komponentideks.
Proovi komponentide kvalitatiivne ja kvantitatiivne analüüs muutub võimalikuks, kui kolonni otsa ühendada detektor, mis kvantitatiivselt reageerib ainete väljumisele kolonnist. • Nii võib detektorsignaali suuruse järgi määrata ainete kontsentratsiooni proovis, detektorsignaali ajalise jaotuse järgi määrata aga proovi komponendi olemuse, kuna aine väljumise aeg sõltub aine jaotustegurist liikuva ja liikumatu faasi vahel ja on ainele antud süsteemis individuaalne.
Selleks, et edukalt sooritada kromatograafilist analüüsi, peaksid proovi komponendid ja liikuv faas olema samas agregaatolekus. • Liikumatu faas võib olla vedelik või tahke. Liikuv faas saab olla kas vedelik või gaas.
Liikuva faasi agregaatoleku järgi jagatakse kromatograafia kolmeks: gaasikromatograafia, kui liikuv faas on gaas, vedelikukromatograafiaks, kui liikuv faas on vedelik ja ülekriitilise voolise kromatograafiaks ehk superkriitilise fluidumi kromatograafiaks.
Liikuva faasi agregaatoleku rõhutamine kromatograafia liikideks jagamisel tingitud kromatograafilise aparatuuri olemusest - gaasikromatograaf ja vedelikukromatograaf.
Kromatograafiaga analüüsitakse peamiselt orgaanilisi ühendeid. Laialdaselt kasutatakse kromatograafilisi meetodeid aminohapete, valkude, süsivesikute jt ainete segude lahutamisel.
Õhukese kihi kromatograafia • Õhukese kihi kromatograafia on üks vedelikukromatograafia liike ning üks kiiremaid jaotuskromatograafia võimalusi, mis võimaldab identifitseerida segus olevaid komponente väga väikese proovi mahu juures.
Õhukese kihi kromatograafias viiakse protsess läbi plaatidel, mis on saadud sorbendikihi (silikageel, tärklis) kandmisel klaas-, alumiinium- või mõnest muust lahustit mitteimavast materjalist lehele.
Tuntakse kahte erinevat õhukese kihi kromatograafia modifikatsiooni: Normaalfaaskromatograafia – polaarne adsorbent ja apolaarsed voolutid Pöördfaaskromatograafia – apolaarne adsorbent ja polaarsed voolutid.
Kuna sorbendi hulk kromatograafilisel plaadil on suhteliselt väike, analüüsitakse tugevasti lahjendatud proove (ainet 0,01-1%). Komponentide hea lahustuvuse saavutamiseks kantakse aine plaadile võimalikult väikese laiguna (läbimõõt mitte üle 5mm).
Plaat asetatakse kromatograafilisse kambrisse voolutisse kaldasendis selliselt, et stardijoon, kuhu on kantud proov(id), oleks paralleelne vooluti nivooga. • Vooluti hakkab kapillaarjõudude toimel üles liikuma ning kannab kaasa uuritava proovi komponendid, mis hakkavad samuti ülespoole liikuma.
Ainete liikumiskiirused on seejuures erinevad: ained, millele „meeldib“ rohkem vedelikus olla liiguvad kiiremini ja ained, millele „meeldib“ rohkem tahke aine küljes olla – aeglasemalt. • Nii jõuavad ained stardijoonest eri kaugustele – lahutuvad.
Kui vedelik on jõudnud peaaegu plaadi ülemise servani voolata, võetakse plaat voolutusnõust välja ja asetatakse horisontaalpinnale, et eluent saaks plaadist välja aurustuda. • Kui lahutatavad komponendid ei ole värvilised, võib nende tuvastamiseks kasutada UV-kiirgust või mõnd ilmutusreagenti.
Keemiliste ilmutitena kasutatakse aineid, mis lahutatavate komponentidega reageerides annavad värvilisi ühendeid. • Näiteks aminohapete identifitseerimisel kasutatakse ilmutina 0,2% ninhüdriini lahust etanoolis; C-vitamiini kindlaks tegemisel aga titaan(III)kloriidi lahust etanoolis.
Õhukese kihi kromatograafia kõige olulisemaks parameetriks on aine liikuvustegur Rf. • Liikuvustegur Rf sõltub aine jaotumisest liikuva ja liikumatu faasi vahel, st jaotuskoefitsendist K.
Rf eksperimentaalseks määramiseks mõõdetakse kromatograafilisel plaadil liikuva faasi ja uuritavate ainete poolt läbitud teepikkused. • Igale segu komponendile arvutatakse Rf valemiga: ühendi kaugus stardijoonest lx Rf = ———————————————— ehk ——. lahustifrondi kaugus stardijoonest lf
Teatud kindlates tingimustes (lahustite süsteem, temperatuur, ilmutamise viis, sorbent) mõõdetuna on igal ühendil omakindel Rf väärtus.
Kuna aga aine Rf väärtust mõjutavad nii paljud muutujad, siis on ta vaid ligikaudne aine identsuse näitaja. • Reeglina tuleb õhukese kihi kromatograafiliselt tuvastatud ainete identsust tõestada veel mõne muu meetodiga.
