Kromatografi, kromatografik ayırma ve analiz için kullanılan bir cihazdır. Yüksek performanslı fiziksel ayırma teknolojisidir. Uygun bir tespit yöntemi ile analitik kimyada kullanıldığında kromatografik analiz olarak adlandırılır. Kromatografi, bir örnekleme sistemi, tespit sistemi, kayıt ve veri işleme sistemi, sıcaklık kontrol sistemi ve mobil faz kontrol sistemini içerir. Modern kromatograflar, kararlılık, hassasiyet, çok yönlülük ve yüksek derecede otomasyon özelliklerine sahiptir. Gaz kromatografisi, sıvı kromatografisi ve jel kromatografisi vardır. Bu kromatografiler, kimyasal ürünlerde ve belirli polimer malzeme içeriklerinin analizinde yaygın olarak kullanılır. Jel kromatografisi ayrıca polimer malzemelerin moleküler ağırlığını ve dağılımını da belirleyebilir.
Kromatografinin ilk uygulaması bitki pigmentlerini ayırmaktır. Yöntem şu şekildedir: Bir cam tüpe kalsiyum karbonat koyun ve bitki pigmentleri (bitki yaprak özleri) içeren petrol eteri tüpe dökün. Bu sırada cam tüpün üst ucunda birkaç renkten oluşan karışık bir bant belirdi. Daha sonra saf petrol eteri ile yıkayın. Petrol eteri eklendiğinde bant aşağı doğru hareket eder ve kademeli olarak farklı renklerde birkaç bant halinde ayrılır. Yıkamaya devam ederek çeşitli renklerdeki pigmentleri toplayabilirsiniz. Tanımlama işlemini gerçekleştirin. kromatografi ismini de buradan almıştır.
Kromatografi Nasıl Çalışır?
Yaygın kromatografi yöntemleri gaz kromatografisi, sıvı kromatografisi ve iyon kromatografisidir. Farklı ortamlar kullandıkları için çalışma prensipleri de farklı olacaktır.
Gaz Kromatografisi Nasıl Çalışır?
Gaz Kromatografisi (GC) esas olarak karışımın ayrılmasını gerçekleştirmek için maddelerin kaynama noktası, polarite ve adsorpsiyon özelliklerindeki farkı kullanır. İşlem, Şekil 1'deki gaz fazı analiz akış şemasında gösterilmiştir.
Şekil 1: Gaz fazı analiz akış şemasında gösterildiği gibi
Analiz edilecek numune buharlaştırma odasında buharlaştırılır ve daha sonra inert bir gaz (yani taşıyıcı gaz, aynı zamanda mobil faz olarak da adlandırılır) tarafından kromatografik kolona getirilir. Kolon, numunedeki bileşenlerin farklı kaynama noktaları, polariteleri veya adsorpsiyon özellikleri nedeniyle sıvı veya katı bir sabit faz içerir. Her bileşen, mobil faz ve sabit faz arasında dağılım veya adsorpsiyon dengesi oluşturma eğilimindedir. Ancak taşıyıcı gaz aktığı için bu dengeyi kurmak aslında zordur.
Taşıyıcı gazın akışı nedeniyle, numune bileşenleri hareket sırasında tekrar tekrar dağıtılır veya adsorbe edilir/desorbe edilir. Sonuç olarak, taşıyıcı gazdaki yüksek konsantrasyonlara sahip bileşenler önce kromatografik kolondan dışarı akar ve sabit fazda dağıtılır. Konsantre bileşenler daha sonra dışarı akar. Bileşenler kolondan dışarı aktıktan sonra hemen dedektöre girerler. Dedektör, numune bileşenlerini elektrik sinyallerine dönüştürebilir ve elektrik sinyalinin büyüklüğü ölçülen bileşenin miktarı veya konsantrasyonuyla orantılıdır. Bu sinyaller yükseltildiğinde ve kaydedildiğinde, bir gaz kromatogramı elde edilir.
Nasıl Sıvı kromatografisi İş?
Sıvı kromatografisinin ayırma mekanizması, karışımdaki bileşenlerin iki faza olan afinitesindeki farka dayanır. Farklı sabit fazlara göre, sıvı kromatografisi sıvı-katı kromatografisi, sıvı-sıvı kromatografisi ve bağlı faz kromatografisi olarak ayrılır. En yaygın kullanılanlar, dolgu maddesi olarak silika jel kullanılan sıvı-katı kromatografisi ve matris olarak mikro silika kullanılan bağlı faz kromatografisidir.
Sabit fazın biçimine göre sıvı kromatografisi kolon kromatografisi, kağıt kromatografisi ve ince tabaka kromatografisi olarak ayrılabilir. Adsorpsiyon kapasitesine göre adsorpsiyon kromatografisi, bölme kromatografisi, iyon değişim kromatografisi ve jel geçirgenlik kromatografisi olarak ayrılabilir. Son yıllarda, ayırma etkisini iyileştirmek için hareketli fazın yüksek basınç altında hızlı bir şekilde akmasını sağlamak amacıyla sıvı kolon kromatografisi sistemine yüksek basınçlı sıvı akış sistemi eklenmiştir. Bu nedenle, yüksek verimlilik (yüksek basınçlı sıvı kromatografisi olarak da bilinir) (HPLC) ortaya çıkmıştır.
İyon Kromatografisi Nasıl Çalışır?
İyon kromatografisi (IC), iyon değişimi ilkesini kullanarak birden fazla anyon veya katyonu sürekli olarak, niteliksel ve niceliksel olarak bir arada var etmek için kullanılan bir yöntemdir. Katyonları analiz ederken, ayırma kolonu düşük kapasiteli katyon değişim reçinesi ile doldurulur ve eluant olarak hidroklorik asit çözeltisi kullanılır.
Kromatografinin Uygulamaları
Kromatografinin uygulama alanları amaca göre preparatif kromatografi ve analitik kromatografi olmak üzere iki ana başlık altında incelenebilir.
- Hazırlayıcı Kromatografi
Hazırlayıcı kromatografinin amacı, organik sentez ürünlerinin saflaştırılması, doğal ürünlerin ayrılması ve saflaştırılması ve deiyonize suyun hazırlanmasını içeren belirli miktarda saf bileşen elde etmek için karışımı ayırmaktır. Kromatografinin ortaya çıkmasından önceki yeniden kristalleştirme gibi saflaştırma ve ayırma teknikleriyle karşılaştırıldığında, kromatografi karışımların ayrılmasını tek bir işlemde tamamlayabilir, ancak kromatografi ayırma ve saflaştırmanın verimi sınırlıdır ve yalnızca laboratuvar uygulamaları için uygundur.
- Analitik Kromatografi
Analitik kromatografinin amacı, bir karışımdaki her bir bileşenin doğasını ve içeriğini nicel veya nitel olarak belirlemektir. Nitel analitik kromatografi, ince tabaka kromatografisi ve kağıt kromatografisini içerir ve nicel analitik kromatografi, gaz kromatografisi ve yüksek performanslı sıvı kromatografisini içerir. Kromatografinin analiz alanında uygulanması, ayırma ve belirleme işlemlerini tek bir işlem haline getirir, karışım analizinin zorluğunu azaltır ve analiz döngüsünü kısaltır. Şu anda ana akım analiz yöntemidir.
