Cromatografia de Gaz

1. SCURT ISTORIC

Cromatografia a fost iniţiată în 1901 de botanistul rus Tswet, care a separat nişte pigmenţi vegetali pe o coloană umplută cu carbonat de calciu, folosind ca eluent eterul de petrol. Denumirea de cromatografie pe care a dat-o acestei metode provine de la faptul că iniţial a folosit-o pentru separarea unor coloranţi (chromos = culoare, graphos = scriere în limba greacă).

Următorul pas important în dezvoltarea cromatografiei a fost făcut în 1941, când A. Martin şi R. Synge au iniţiat cromatografia lichidă de repartiţie pe coloană, pentru care au primit ulterior Premiul Nobel pentru chimie în 1952. Ei au separat aminoacizi acilaţi pe o coloană ce conţinea silicagel săturat cu apă, iar drept fază mobilă au utilizat n-butanol săturat cu apă. În 1944, au fost puse bazele cromatografiei pe hârtie, prima formă de cromatografie planară, iar cromatografia de schimb ionic este utilizată începând din 1947. Începuturile cromatografiei de gaze se leagă tot de numele lui Archer J.P. Martin, care împreună cu A.T. James a separat acizi organici volatili pe o coloană de sticlă umplută cu Celite acoperită cu ulei siliconic, utilizând că fază mobilă azotul.

Cromatografia pe coloane cu gel a fost iniţiată în 1959 de Porath şi Flodin, iar cea de bioafinitate se utilizează din 1967. Cromatografia de lichide modernă pe coloană, numită de înaltă performanţă sau de înaltă presiune (HPLC) poate fi datată la începutul anilor 1960 şi se bazează pe lucrările lui Csaba Horváth, efectuate la Univesitatea Yale.

Cromatografia reprezintă o metodă revoluţionară, foarte sensibilă, de analiză a substanţelor chimice. Principiul cromatografiei a fost descoperit de savanţii englezi A.J.P. Martin ( n. 1910) şi R.L. Synge ( n. 1914), cercetători, primul, fizician-chimist la Institutul naţional de Cercetări Medicale din Londra, şi al doilea, biochimist la Institutul de Cercetări Rowett din acelaşi oraş.

Principiul acestei metode este simplu: amestecurile de substanţe complexe, antrenate de lichide convenabil alese, se separă în componentele respective, în cursul deplasării lichidului ce poartă substanţele printr-un mediu absorbant, ca de pildă o coloană de pulbere absorbantă ( metoda denumită în acest caz cromatografie pe coloană) sau o foaie de hârtie de filtru ( metoda ce poartă denumirea de cromatografie pe hârtie). Pentru " descoperirea şi perfecţionarea analizei cromatografice de repartiţie pe hârtie, în analiza organică".

Se pare că procedeul cromatografic a fost reinventat de mai multe ori în cursul istoriei ştiinţei. Astfel, în 1850, chimistul german F.F. Runge ( 1796-1867) a analizat amestecuri de coloranţi cu ajutorul unei fâşii de sugativă, a cărei extremitate era înmuiată în lichidul ce urma să fie studiat. Runge a mai propus o metodă de separare a corpurilor dizolvate în acelaşi lichid, cu ajutorul unui praf de lemn introdus în soluţie. Câţiva ani mai târziu, chimistul Schoenbein foloseşte aceeaşi metodă cromatografică, pentru separarea unor săruri metalice aflate în soluţii.

Istoria consemnează faptul că biologul rus Mihail S. Tvet (1872-1920) redescoperă metoda cromatografică în 1901, când efectuează cu succes prima analiză a clorofilei, folosind un extract din frunze verzi, macerate în eter de petrol, trecute printr-o coloană de carbonat de calciu fin pulverizat. Memoriul lui Tvet a fost publică într-o revistă botanică obscură din Rusia şi, de aceea a rămas necunoscut. De aceea s-a ajuns că principiul metodei cromatografice să fie redescoperit abia în anul 1931. În acel an, chimiştii germani Kuhn, Winterstein şi Lederer au reuşit să separe, prin analiza cromatografică pe coloana de material poros, componentele anumitor varietăţi de pigmenţi cu proprietăţi foarte asemănătoare, numite carotenoide. Reuşita analizei celor trei savanţi a dovedit că prin cromatografie se pot separa şi se pot obţine în stare pură produşi cu proprietăţi foarte apropiate, care sunt, în acelaşi timp, greu de separat prin alte mijloace.

Rezultatele obţinute prin nouă metodă sunt atât de precise şi de surprinzătoare, încât cromatografia poate fi considerată ca fiind cea mai mare descoperire în domeniul analizei chimice făcută în secolul al XX-lea.

Aplicaţiile cromatografiei sunt diverse şi foarte importante: studierea elementelor de pământuri rare în stare pură, observarea separării acizilor amânaţi în biologie etc. De asemenea, prin cromatografie s-a putut verifica structura insulinei, s-a identificat un nou hormon al tiroidei etc...

Deşi nu au fost explicate în mod satisfăcător toate fenomele legate de procedeul cromatografic de separare, s-a trecut deja la construirea de aparate sofisticate, care poartă denumirea de cromatografe. Aceste aparate, a căror realizare nu poate fi atribuită unui singur inventator, se perfecţionează în mod continuu. Se poate spune că cromatografia şi cromatograful reprezintă cu adevărat o operă colectivă a multor savanţi şi ingineri, care şi-au adus contribuţia, de-al lungul timpului, reuşind să transforme o observaţie simplă, la îndemâna fiecărui elev de liceu, într-o tehnică de mare precizie şi de o deosebită sensibilitate.

Astăzi au apărut tehnici şi aparate noi, aşa cum este cazul radiocromatografiei (procedeu în care sunt folosiţi izotopii radioactivi) şi al electrocromatografiei (procedeu în care se foloseşte un câmp electric aplicat soluţiei cromatografiate), care au revoluţionat chimia cantitativă.

INTRODUCERE

Cromatografia este o metodă de separare şi analiză a substanţelor chimice din amestecuri, care se bazează pe interacţiunea diferenţiată a doi sau mai mulţi compuşi de separat (numiţi soluţi) cu două faze cromatografice: faza mobilă şi faza staţionară.

Izolarea substanţelor chimice din amestecuri şi identificarea componentelor a reprezentat întotdeauna una dintre obiectivele prioritare ale chimiei. La ora actuală nu numai în chimia analitică ci şi în tehnologia chimică se manifestă o cerere din ce in ce mai mare de compuşi cu puritate foarte avansată. Separarea amestecurilor în componente este o operaţie esenţială care permite obţinerea acestora într-o stare cât mai pură. Această separare se poate face la scară analitică, dacă ne interesează să cunoaştem numai compoziţia amestecului sau la scară preparativă, dacă vrem să obţinem fizic componentele separate.