Cromatografia

Istoric

Analiza chimică cromatografică este un domeniu mai recent al analizei instrumentale care include mai multe metode de separare şi totodată de analiză a componenţilor amestecului din probă. În toate variantele, separarea precede analiza şi se realizează prin repetarea, de un număr mare de ori, a echilibrului de distribuţie între două faze. Una dintre faze este imobilă şi poartă denumirea de fază staţionară (aflată de regulă într-un tub numit coloană) iar cealaltă - faza mobilă - aflată în mişcare, se deplasează prin golurile primei faze. Separarea se petrece în coloana cromatografică, piesa cheie a întregii metode. Faza mobilă, denumită şi eluent - scurgându-se continuu (deci cu viteză constantă) prin interstiţiile fazei staţionare, adeseori poroase, poate provoca migrarea, cu viteze diferite, a celor n componenţi ai amestecului de separat de-a lungul coloanei. Amestecul supus separării se introduce sub formă de soluţie la începutul coloanei, folosindu-se un dispozitiv de introducere a probei (de exemplu o microseringă), şi se află iniţial fixat într-o zonă îngustă de la începutul coloanei. Spălaţi de eluent, o parte din componenţii probei migrează apoi prin coloană cu viteze diferite. Acest lucru se datorează interacţiunilor fizice specifice, dintre moleculele probei şi faza staţionară (desigur, nu orice moleculă poate migra pe orice fază staţionară). Efectul, este numit retenţie şi aceasta provoacă o aşa-numită migrare diferenţiată. Adică moleculele migrează în grupri, în fiecare grup existând doar molecule de acelaşi fel. Aceasta face posibilă sesizarea componenţilor, pe rând, la părăsirea coloanei, de către un instrument, în grupurile respective - denumite uneori zone. Instrumentul amintit este un analizor fizico-chimic, sensibil la mai mulţi (în mod ideal la oricare) dintre componenţi ce ies din coloană şi care este plasat în eluent, imediat după ieşirea din coloană. Acest analizor, denumit detector este capabil să dea un semnal proporţional cu masa sau cu concentraţia soluţiei de component în faza mobilă. În consecinţă, dispozitivul, "marchează" trecerea fiecăreia din substanţele ce formează iniţial proba, similar cu o fotocelulă care înregistrează trecerea concurenţilor la sosire în atletism. Reprezentarea grafică a semnalului detectorului în funcţie de timp poartă numele de cromatogramă

Clasificarea metodelor cromatografice

S-au imaginat şi realizat numeroase variante ale metodei cromatografice, diferind unele de altele în primul rând prin natura fazei mobile, dar şi a celei staţionare. Astfel se distinge cromatografia de lichide (LC) când faza mobilă este un lichid, cromatografia de gaze

(GC) când aceasta este un gaz sau cromatografia cu fluide supracritice la care faza mobilă este un lichid aflat peste temperatura critică. În cadrul cromatografiei de lichide se mai face distincţie între cromatografia pe coloană deschisă şi cea pe coloană închisă Pe de altă parte, în cadrul fiecăreia dintre acestea, distingem mai multe variante.

În cadrul LC se disting, în funcţie de mecanismele de separare:

- Cromatografia de adsorbţie, una dintre primele tehnici utilizate, veche de mai bine un

secol (Ţvet, 1903), utilizată pentru separarea substanţelor organice cu molecule de

dimensiuni mici şi medii pe adsorbenţi, ca silicagel şi alumină, folosindu-se, ca faze

mobile, diferite amestecuri de solvenţi organici.

- Cromatografia ionică (de schimb ionic), care se petrece pe o fază staţionară solidă,

poroasă, formată din materiale specifice - schimbătorii de ioni - substanţe cu o reţea solidă afânată, de natură organică sau anorganică, pe care se găsesc grefate, prin procesul de obţinere, nişte centre de schimb ionic. Cele mai răspândite sunt răşinile schimbătoare de ioni - organice - la care scheletul-suport este unul organic - un polimer poros. Pe aceste centre are loc o reacţie ionică sau o interacţiune între substanţa din soluţie (electrolit sau neelectrolit) şi funcţiunea legată chimic de suportul solid, numită reacţie de schimb ionic.

- Cromatografia de excluziune sterică se desfăşoară pe faze staţionare poroase dar cu

porozitatea selecţionată astfel încât să corespundă dimensiunilor moleculelor supuse

separării. O parte dintre molecule intră prin pori, reuşind să interacţioneze cu suportul

solid, prin forţe de adsorbţie foarte slabe, iar altele sunt excluse deplasându-se practic

nereţinute odată cu faza mobilă. Se obţine astfel un soi de sită la scară moleculară

separarea moleculelor făcându-se în funcţie de dimensiune