Ako vykonať stĺpcovú chromatografiu?
Pridajte svoju zmes do kolóny a prepláchnite ju cez vrstvu piesku pomocou najmenej polárneho rozpúšťadla.
Stĺpcová chromatografia (CC) je bežnou laboratórnou technikou používanou v kurzoch chémie na vysokej škole. Účelom CC je oddeliť jednotlivé chemické zložky od nečistej zmesi obsahujúcej dve alebo viac zložiek. CC súvisí s tenkovrstvovou chromatografiou (TLC); TLC však odhaľuje čistotu zmesi (koľko jednotlivých chemických zložiek obsahuje), zatiaľ čo CC oddeľuje zložky zmesi na ďalšie použitie.
Časť 1 zo 4: príprava prípravkov
- 1Prečítajte si a pochopte laboratórny postup. Cieľom stĺpcové chromatografia je oddeliť a zbierať požadované chemické zložky zo zmesi. K separácii dôjde v stĺpci obsahujúcom stacionárny adsorbent a mobilný eluent (rozpúšťadlo).
- Nečistá vzorka sa zavedie do kolóny a eluuje (alebo oddelí) prechodom eluentu cez kolónu. K oddeleniu dôjde, pretože vaša nečistá zmes je tvorená rôznymi chemickými zložkami, ktoré budú nerovnomerne adsorbované (pripevnené) k povrchu adsorbentu.
- Adsorbent je pórovitý materiál, zvyčajne oxid hlinitý alebo silikagél, a je to médium, cez ktoré sa vaša zmes oddelí. V ideálnom prípade, keď eluent preteká vašou kolónou, mal by interagovať s jednou zložkou, a tak extrahovať jednu zložku zo zmesi, zatiaľ čo ostatné zostanú adsorbované v hornej časti kolóny. Na oddelenie viacerých zložiek vašej zmesi je možné použiť niekoľko eluentov.
- 2Zaobstarajte si vhodné vybavenie a chemické druhy. Zhromaždite vybavenie a chemické látky potrebné na vykonanie postupu. Pred začatím práce sa tiež oboznámte so svojimi zdrojmi a okolím. Materiály potrebné na vykonanie tohto postupu sa budú líšiť; tento projekt však bude vyžadovať minimálne položky uvedené v časti Veci, ktoré budete potrebovať, uvedené na konci tohto článku.
Cieľom stĺpcovej chromatografie je oddeliť a zozbierať požadované chemické zložky zo zmesi.
Časť 2 zo 4: montáž stĺpika
- 1Zostavte stĺpové zariadenie. Stojan na krúžky a vhodnú svorku umiestnite tak, aby bol hrot stĺpika niekoľko palcov nad základňou stojana. Priestor medzi základňou stojana a špičkou stĺpca by mal byť dostatočne veľký, aby bolo možné zbernú banku ľahko umiestniť na zachytenie výstupu z kolóny, ale dostatočne malý, aby výstup kvapaliny nestriekal, keď pristane v banke.
- 2Vložte malý kúsok sklenej vlny alebo bavlny do stĺpca tesne nad kohútik. Účelom sklenenej vlny je zabrániť tomu, aby adsorbent v tuhej fáze unikol z kolóny.
- 3Kolónu naplňte približne do polovice vašim najmenej polárnym rozpúšťadlom alebo eluentom. Je dôležité začať s vašim najmenej polárnym rozpúšťadlom, pretože tým sa najskôr oddelí najmenej polárna zložka vašej zmesi.
- Ak je to potrebné, keď ste úspešne eluovali prvý komponent, môžete prejsť na druhé, polárnejšie rozpúšťadlo, aby ste eluovali ďalší komponent. Na eluovanie všetkých zložiek vašej nečistej zmesi je možné použiť niekoľko eluentov.
- 4Pridajte 1 cm vrstvu piesku nad zátku zo sklenej vlny. Opatrne nalejte piesok do stĺpca, kým na vrstve nezostane 1 cm vrstva piesku. Na umytie piesku, ktorý priľne k stenám vášho stĺpca, použite ďalšie malé množstvo vášho najmenej polárneho rozpúšťadla.
- Účelom piesku je zabrániť tomu, aby jemný práškový adsorbent unikol zátkou zo sklenej vlny a potenciálne upchal úzky hrot kolóny.
- 5Vložte svoj adsorbent do kolóny práškovým balením. Pomaly (pozri Upozornenia) pridajte práškový adsorbent priamo do kolóny (práškové balenie). Poklepaním alebo jemným krúživým pohybom odstráňte zo stien stĺpca všetok adsorbent a nechajte pevnú látku usadiť sa v stĺpci.
- V stĺpci by nemali byť žiadne vzduchové bubliny - vzduchové vrecká spôsobia nerovnomerné oddelenie prvkov vašej zmesi a ohrozia čistotu vašich výsledkov. Ak váš stĺp obsahuje zrejmé vzduchové bubliny, vyprázdnite ho a pripravte ďalší.
- 6Pridajte piesok do stĺpca, kým nebude nad vrstvou adsorbentu vrstva piesku 1 cm. Opäť opatrne vlejte piesok do stĺpca, kým na adsorpčnej vrstve nezostane 1 cm vrstva piesku. Na umytie piesku, ktorý priľne k stenám vášho stĺpca, použite ďalšie malé množstvo vášho najmenej polárneho rozpúšťadla. Účelom hornej vrstvy piesku je udržať adsorbent na mieste.
- 7Upravte hladinu rozpúšťadla tak, aby bola niekoľko milimetrov nad hornou vrstvou piesku. Umiestnite zbernú banku pod svoj stĺp, otvorte uzatvárací kohút a nechajte hladinu rozpúšťadla klesnúť, kým nebude niekoľko milimetrov nad hornou vrstvou piesku. Váš stĺpček je teraz pripravený na použitie.
Opäť opatrne vsypte piesok do stĺpca, kým na adsorpčnej vrstve nezostane 1 cm vrstva piesku.
Časť 3 zo 4: vymývanie komponentov zo stĺpca
- 1Pridajte svoju zmes do kolóny a prepláchnite ju cez vrstvu piesku pomocou najmenej polárneho rozpúšťadla. Pomocou pipety vložte svoju zmes do stĺpca-nenarúšajte ochrannú vrstvu piesku. Otvorte kohútik a nechajte klesnúť hladinu zmesi/rozpúšťadla, kým nebude niekoľko milimetrov nad hornou vrstvou piesku. Vaša zmes je teraz „v stĺpci“.
- 2Eluujte prvé zložky svojej zmesi. Vykonajte kroky uvedené nižšie, aby ste oddelili a zozbierali prvú zložku svojej zmesi pomocou najmenej polárneho rozpúšťadla. Nezabudnite, že nikdy nenechajte hladinu rozpúšťadla klesnúť pod hornú vrstvu piesku.
- Do kolóny pridajte malé množstvo rozpúšťadla (2-4 milimetre).
- Otvorte kohútik, aby hladina rozpúšťadla klesla, až kým nebude niekoľko milimetrov nad hornou vrstvou piesku.
- Opakujte predchádzajúce čiastkové kroky, kým sa komponent nedostane do spodnej časti stĺpca (pozri Upozornenia). Nikdy nenechajte hladinu rozpúšťadla v stĺpci klesnúť pod hornú vrstvu piesku.
- Akonáhle sa komponent dostane na dno stĺpca, zozbierajte ho v čistej a zreteľne označenej zbernej banke a odložte na ďalšiu analýzu.
- 3Eluujte ďalšie komponenty o niečo viac polárnymi rozpúšťadlami. Jedna alebo viac zložiek vašej zmesi sa neoddelí vašim najmenej polárnym rozpúšťadlom, a preto zostane adsorbovaná na adsorbent v hornej časti kolóny. Tieto zložky oddeľte pomocou mierne polárnejšieho rozpúšťadla zmenou použitého rozpúšťadla a rovnakým spôsobom, akým sa eluujú prvé zložky vašej zmesi. Ak chcete zmeniť rozpúšťadlo:
- Otvorte kohútik, aby hladina menej polárneho rozpúšťadla klesla, kým nebude tesne nad hornou vrstvou piesku.
- Opatrne vložte do kolóny svoje nové rozpúšťadlo (2 až 4 milimetre). Otvorte kohútik a upravte novú hladinu rozpúšťadla tak, aby bola niekoľko milimetrov nad hornou vrstvou piesku. Opäť nerušte ochrannú vrstvu piesku.
- 4Analyzujte čistotu eluovaných roztokov pomocou tenkovrstvovej chromatografie. (Tento krok je voliteľný.) Stĺpcová chromatografia je separačná technika, preto na konci postupu by ste mali mať niekoľko kadičiek, ktoré obsahujú oddelené zložky vašej pôvodnej zmesi. Ako vykonávať tenkovrstvovú chromatografiu.
- Na analýzu čistoty vašich eluovaných produktov je bežné vykonávať tenkovrstvovú chromatografiu, o ktorej sa môžete dozvedieť viac v článku.
Časť 4 zo 4: upratovanie
- 1Obsah kolóny vyprázdnite do čistej kadičky tak, že vyberiete kohútik a stlačíte vzduch. Namierte otvorený koniec stĺpca do kadičky a vyberte uzatvárací kohút. Na hrot jemne zatlačte vzduch, aby sa obsah kolóny vyprázdnil do kadičky. Ak je v kolóne niečo uviaznuté (napr. Zátka zo sklenej vlny), kolónu navlhčite acetónom a znova aplikujte tlak vzduchu.
- 2Tuhé a kvapalné vedľajšie produkty zlikvidujte v príslušných nádobách na odpad. Pevné materiály vrátane obsahu kolóny a zátky zlikvidujte v príslušnej nádobe na „pevný odpad “. Tekutiny likvidujte aj vo vhodných nádobách na odpad. Pevné materiály alebo kvapaliny nikdy neumývajte do drezu ani ich neumiestňujte do nevhodne označenej nádoby na odpad.
- 3Umyte všetky zariadenia a vráťte ich na správne miesto.
Poklepaním alebo jemným krúžením kolónu odstráňte zo stien kolóny adsorbent a nechajte pevnú látku usadiť sa v stĺpci.
- Nikdy nenechajte hladinu rozpúšťadla v stĺpci klesnúť pod hornú vrstvu piesku.
- Vyberte vhodné eluenty pre svoju nečistú zmes pomocou tenkovrstvovej chromatografie. Príslušné eluenty oddelia jednu zložku vašej zmesi naraz.
- Pomaly pridajte adsorbent do stĺpca. Keď sa adsorbent spojí s rozpúšťadlom v kolóne, dôjde k exotermickej reakcii a uvoľní sa teplo. Pomalé pridávanie adsorbentu do kolóny zabráni tomu, aby sa obsah kolóny zbytočne zahrieval a vrel. V takom prípade budete musieť svoj stĺpec rozobrať a pripraviť ďalší.
- V prípade, že sú zložky vašej zmesi zafarbené, bude ľahké ich vidieť oddelené a pohybovať sa po stĺpci, ako aj zbierať ich do oddelených baniek. Avšak v prípade, že sú zložky vašej zmesi bezfarebné, budete musieť urobiť ďalšie kroky na monitorovanie toku zložiek z vášho stĺpca. V rámci tejto diskusie predpokladáme, že komponenty sú ľahko rozlíšiteľné podľa farby, a preto budú ľahko identifikovateľné a zhromaždené.
- Stĺpec s uzatváracím kohútom (na ovládanie toku kvapaliny)
- Sklenená vata alebo vata, zástrčka
- Piesok
- Adsorbent
- Potrebné eluenty (rozpúšťadlá)
- Zberné banky
- Pipeta
Prečítajte si tiež: Ako vyrobiť elektromagnet?
