Колоночная хроматография

Колоночная хроматография — это метод, при котором насадочная колонка используется для разделения соединений на основе их взаимодействия со стационарной фазой, которая обычно имеет форму микроскопических шариков. Промежутки между бусинами заполняются растворителем. Открытие колонны позволяет растворителю протекать через неподвижную фазу. Когда смесь наносится на верхнюю часть насадочной колонны с последующим добавлением большего количества растворителя, смесь переходит в подвижную фазу и протекает через стационарную фазу.

Каждый компонент смеси по-разному взаимодействует со стационарной фазой. Некоторые компоненты имеют слабое взаимодействие со стационарной фазой и поэтому быстро перемещаются по колонне, в то время как другие имеют сильное взаимодействие со стационарной фазой и, таким образом, движутся медленнее. При этом различные соединения разделяются на полосы, которые собираются в мелкие фракции. Это позволяет очищать каждое соединение.

Итак, какие же свойства можно использовать для разделения смесей? Одним из наиболее часто используемых свойств является полярность. Для этого в качестве стационарной фазы часто используется силикагель, который является формой диоксида кремния. Силикагель взаимодействует с соединениями посредством диполь-дипольных взаимодействий и водородных связей через группы -ОН, которые образуются на его поверхности. Таким образом, полярные соединения будут сильно взаимодействовать со стационарной фазой, в то время как неполярные соединения будут взаимодействовать слабо.

Другие свойства, которые могут быть использованы для разделения, включают размер, заряд и гидрофобность. Распространенным способом загрузки стационарной фазы в колонну является загрузка неподвижной фазы в виде суспензии и растворителя. Затем неподвижная фаза упаковывается путем пропускания большего количества растворителя через колонну для уплотнения суспензии. Важно, чтобы неподвижная фаза была равномерно упакована без пузырьков воздуха, пустых каналов или сухих участков. Это может нарушить поток и привести к смешиванию полос.

При выборе колонки диаметр определяется исходя из объема разделяемой пробы. Проба должна покрывать верхнюю часть столбика тонким ровным слоем. Более толстый слой образца приводит к более широким полосам. Длина колонки зависит от того, насколько хорошо соединения разделяются на неподвижной фазе. Соединения с одинаковым сродством к стационарной фазе требуют длинной колонки для адекватного разделения. Однако смесь соединений с очень разным сродством к стационарной фазе может быть разделена на более короткой колонне.

В этой лаборатории вы изучите колоночную хроматографию, сначала упаковав и подготовив силикагелевую колонку. Затем вы будете использовать колонку для разделения цветных компонентов зеленым пищевым красителем.