Una soluzione è una miscela omogenea di almeno due sostanze. Quando i chimici devono determinare quali componenti sono presenti in una soluzione o in un'altra miscela, usano spesso una tecnica chiamata cromatografia. La cromatografia è un processo che separa i componenti di una miscela in modo che possano essere identificati. Questa è una tecnica comune utilizzata nella ricerca, così come in altre industrie come la medicina e la medicina legale. Esistono diversi tipi di cromatografia, ma funzionano tutti a causa degli stessi principi di chimica.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

La cromatografia è un processo scientifico che si separa i componenti di una soluzione o altra miscela in modo che possano essere identificati. Molti materiali diversi sono usati per realizzare questo, ma ogni tipo di cromatografia include un materiale "fase stazionaria" che non si muove e un materiale "fase mobile" che viaggia oltre la fase stazionaria, portando con sé la soluzione. In base alle loro proprietà molecolari, alcuni prodotti chimici nella soluzione viaggeranno più lontano rispetto alla fase stazionaria rispetto ad altri. Una volta sparsi, le sostanze chimiche possono essere identificate in base alla distanza percorsa e alle loro proprietà individuali.

Cromatografia su carta

Un modo semplice per capire in che modo la cromatografia separa le parti di una soluzione pensa a cosa succede quando un pezzo di carta con la scritta si bagna. L'inchiostro si espande sulla carta a strisce. Tutti hanno esperienza con questa versione involontaria della cromatografia su carta. La soluzione è l'inchiostro e le sostanze chimiche nell'inchiostro si separano quando la carta si bagna. Lo stesso metodo viene utilizzato per separare le sostanze chimiche in soluzioni diverse dall'inchiostro.

In questo metodo, una linea di matita viene disegnata orizzontalmente sulla carta nella parte inferiore e viene aggiunto un punto della soluzione sottoposta a test. Quando si asciuga, la carta viene appesa verticalmente su un piatto. Basta un solvente liquido per raggiungere il fondo della carta, ma non la linea della matita. Il solvente inizia a salire la carta e quando raggiunge il punto di soluzione, inizia a trasportare con sé i prodotti chimici nella soluzione. Nella cromatografia su carta, la carta è l'elemento dell'esperimento che rimane immobile, quindi è chiamato "fase stazionaria". Il solvente sposta la carta, portando con sé la soluzione da testare, quindi il solvente è noto come "mobile" fase. "

Adsorbimento

Le molecole sia nel solvente che nella soluzione interagiscono con le molecole presenti nella carta. Si bloccano temporaneamente sulla superficie della carta, in un processo chiamato adsorbimento. A differenza dell'assorbimento, l'adsorbimento non è permanente. Alla fine, le molecole si liberano e continuano a scalare la carta, ma le molecole di ciascun componente chimico si legano in modo diverso con le molecole della carta. Alcuni si scollano più velocemente e viaggiano più velocemente rispetto alle molecole di altre sostanze chimiche. Quando il solvente ha quasi raggiunto la cima del foglio, viene disegnata una linea a matita per contrassegnare la sua posizione prima che evapori. Vengono inoltre contrassegnate le posizioni dei punti chimici separati dalla soluzione originale.

Se le sostanze chimiche sono incolori, altre tecniche possono rivelarle, come ad esempio brillare la luce ultravioletta sulla carta per mostrare i punti o spruzzare un sostanza chimica che reagirà con i punti e darà loro colore. A volte la distanza di ogni punto percorsa viene misurata in relazione alla distanza percorsa dal solvente. Questo rapporto è noto come il fattore di conservazione o il valore R _{f. È utile per identificare i componenti di una miscela perché il valore R f può essere paragonato a quello di sostanze chimiche conosciute.}

Principi di cromatografia

La cromatografia su carta è solo un tipo di cromatografia. In altre forme di cromatografia, la fase stazionaria potrebbe essere un numero di altri materiali, come una lastra di vetro o di alluminio rivestita con un liquido, un vaso riempito di liquido o una colonna riempita di particelle solide come cristalli di silice. La fase mobile potrebbe non essere nemmeno un solvente liquido, ma un "eluente" gassoso. Tutta la cromatografia funziona facendo la stessa cosa con molti materiali e tecniche differenti: una fase mobile viene spostata attraverso o attraverso una fase stazionaria. La soluzione è separata nei suoi componenti in base a quanto ogni parte della soluzione si dissolve nella fase mobile e viene trasportata, e quanto si attacca alla fase stazionaria adsorbente e rallenta.