Basiskennis chemie/Chromatografie

Chromatografie

In de chemie moet je dikwijls de vraag beantwoorden: Wat heb ik? Met welke verbinding heb ik te maken? Heel vaak zul je daar iets over moeten zeggen terwijl je met een mengsel te maken hebt. Om die vragen te kunnen beantwoorden moet het mengsel eerst in zijn componenten gescheiden worden. Een van de krachtigste scheidingsmethoden van de moderne chemicus is de chromatografie.

Kwalitatieve analyse
Wat heb je?

Basisprincipe van Chromatografie

Er zijn verschillende soorten chrmatografie, maar ze hebben één ding met elkaar gemeen: het systeem bestaat uit twee delen: het ene staat stil, het andere beweegt. Componenten in een mengsel worden gescheiden,doordat ze zich allemaal op hun eigen manier verdelen tussen het stilstaande deel en het bewegende deel.

Het gedeelte dat stil staat wordt de stationaire fase genoemd, het bewegende deel de mobieke fase, De stationaire fase wordt in een kolom gestopt, de mobiele fase loopt door de kolom heen.

Stoffen verdelen hun tijd in de kolom tussen de stationaire en de mobiele fase. Het gedeelte van de tijd dat een stof aan de stationaire fase vastzit is een intensieve grootheid.

Basisprincipe
Stationaire fase
Mobiele fase

Voorbeeld

In een chromatografie van 10.0 cm beweegt de mobiele fase met een snelheid van 10.0 cm/min. Suiker en keukenzout kunnen gescheiden worden als ze verschillende gedeelten van hun tijd in de mobiele fase zitten.

Als zout 80% van zijn tijd in de mobiele fase zit legt het in 1 minuut dus 0.80 * 10 = 8.0 cm af. Als suiker maar 50% van zijn tijd in de mobiele fase zit, legt suiker in 1 minuut 0.50 * 10.0 = 5.0 cm af.

Om het gedrag van suiker en zout in kolommen met verschillende lengte te kunnen vergelijken wordt de Retardatiefactor gebruikt. (vergelijk het Engelse "retarded" = "vertraagd"). Meestal wordt de aanduiding R_f-waarde gebruikt. Voor het zout is deze waarde:

$R_{fzout}=\frac{afstandafgelegddoorzout}{afstandafgelegddoormobielefase}$

{{{Nummer}}}

Retardatiefactor
R_f-waarde

En voor suiker geldt dan logischerwijs:

$R_{fsuiker}=\frac{afstandafgelegddoorsuiker}{afstandafgelegddoormobielefase}$

{{{Nummer}}}

Het gebruik van R_f-waarden heeft een belangrijk nadeel: je moet de kolom openmaken en dan kijken tot waar de verschillende componenten gekomen zijn. Meestal is het makkelijker om te kijken wanneer een component uit de kolom komt.

In het voorbeeld van zout en suiker beweegt he zout met een snelheid van 8.0 cm/min. De kolom is 10 cm lang dus de tijd die het zout erover doet om het einde van de kolom te bereiken is 10/8 = 1.25 minuut of 1 minuut en 15 seconde.

Suiker met zijn snelheid van 5.0 cm/min zal over die afstand 10/5 = 2 minuten doen.

De tijd die een component er over doet om het einde van een chromatografiekolom te bereiken wordt de retentietijd genoemd.

IN het voorbeeld heeft zout een retentietijd van 75 seconden, suiker een van 120 seconden.

Retentietijd