Кіріспе

Қағаз хроматографиясы – түсті химиялық заттарды немесе заттарды бөлу үшін қолданылатын талдау әдісі. Қазіргі кезде ол негізінен оқыту құралы ретінде қолданылады, ал зертханаларда оның орнына қабықшалы хроматография (ЖҚХ) сияқты басқа хроматографиялық әдістер қолданылады. Бұл құрылым үш компоненттен тұрады. Жылжымалы фаза – капиллярлық әрекет арқылы стационарлық фазаға көтерілетін ерітінді. Жылжымалы фаза әдетте полярлы емес органикалық еріткіштердің қоспасы, ал стационарлық фаза – полярлы, органикалық емес еріткіш – су болып табылады. Мұнда қағаз стационарлық фазаны, яғни суды ұстап тұру үшін қолданылады. Полярлы су молекулалары қағаздың целлюлоза торының бос кеңістігінде сақталады. Қабықшалы хроматография мен қағаз хроматографиясының арасындағы айырмашылық – қабықшалы хроматографияда стационарлық фаза адсорбенттің (әдетте кремний гелі немесе алюминий оксиді) қабаты болса, қағаз хроматографиясында стационарлық фаза – аз сіңіретін қағаз болып табылады. Қағаз хроматографиясының бір түрі – екі өлшемді хроматография, ол екі еріткішті пайдалануды және олардың арасында қағазды 90° бұруды қамтиды. Бұл ұқсас полярлылығы бар қосылыстардың күрделі қоспаларын, мысалы, аминқышқылдарын бөлуге көмектеседі.

Rƒ мәні, еріген заттар және еріткіштер

Тұтқындау коэффициенті (Rƒ) – бұл еріген заттың қозғалған қашықтығы мен еріткіштің қозғалған қашықтығының арақатынасы ретінде анықталады. Ол хроматографияда үлгінің жылжымалы фазаға қатысты стационарлық фазадағы тежелу деңгейін сандық бағалау үшін қолданылады. Rƒ мәндері әдетте екі ондық таңбасы бар бөлшек түрінде беріледі. Егер ерітіндідегі Rƒ мәні нөлге тең болса, еріген зат стационарлық фазада қалады, демек ол қозғалмайды. Егер Rƒ мәні 1-ге тең болса, еріген заттың стационарлық фазаға жақындығы жоқ және ол еріткіш фронтымен бірге қозғалады. Мысалы, егер зат 9,9 см, ал еріткіш фронты 12,7 см қозғалса, Rƒ мәні = (9,9/12,7) = 0,779 немесе 0,78 болады. Rƒ мәні температураға және тәжірибеде қолданылатын еріткішке байланысты, сондықтан бір заттың қоспасы үшін әртүрлі еріткіштер әртүрлі Rƒ мәндерін береді. Хроматографияда еріткіш – қағазға салынатын сұйықтық, ал еріген зат – бөлінетін бояу.

Пигменттер мен полярлық

Қағаз хроматографиясы – қоспалардың тазалығын тексеру және заттарды анықтау әдісінің бірі. Қағаз хроматографиясы тиімді техника, себебі ол салыстырмалы түрде жылдам орындалады және аз ғана материалды қажет етеді. Қағаз хроматографиясындағы бөлінулер бөліну принципіне негізделген. Қағаз хроматографиясында заттар тұрақты фаза мен жылжымалы фаза арасында таралады. Тұрақты фаза – қағаздың целлюлоза талшықтары арасында ұсталған су. Жылжымалы фаза – тұрақты фаза бойымен жоғары көтеріліп, үлгілерді бірге алып жүретін дамыту ерітіндісі. Үлгінің компоненттері жылжымалы фазада ерігіштігіне қарағанда тұрақты фазаға сіңу деңгейіне байланысты оңай бөлінеді. Түсті химиялық үлгіні сүзгі қағазына жаққанда, қағаздың бір шетін еріткішке батыру арқылы түстер үлгіден бөлінеді. Еріткіш қағаз бойымен таралып, молекулалар мен еріткіштің полярлығына сәйкес үлгідегі әртүрлі молекулаларды ерітеді. Егер үлгіде бірнеше түс болса, онда онда бірнеше түрлі молекула бар екенін білдіреді. Әр түрлі молекулалардың химиялық құрылысының өзгешелігіне байланысты, әрбір молекуланың полярлығы аздап әртүрлі болуы мүмкін, бұл әрбір молекуланың еріткіште әртүрлі ерігіштік қасиеттерін анықтайды. Ерігіштіктің әртүрлілігі еріткіш қағаз бойымен жоғары көтерілгенде, әртүрлі түсті молекулалардың әртүрлі жерлерде ерітіндіден шығуына себеп болады. Молекула неғұрлым ерігіш болса, ол қағаз бойымен соғұрлым жоғары көтеріледі. Егер химиялық зат өте полярлы емес болса, ол өте полярлы еріткіште мүлдем ерімейді. Бұл өте полярлы химиялық зат пен өте полярлы емес еріткіш үшін де осыған ұқсас. Суды (өте полярлы зат) еріткіш ретінде қолданғанда, түстің полярлығы неғұрлым жоғары болса, ол қағаз бетінде соғұрлым жоғары көтерілетінін ескеру өте маңызды.

Төмендеу

Хроматограмманы дамыту қағаз бойынша еріткіштің төмен қарай жылжуына мүмкіндік беру арқылы жасалады. Мұнда жылжымалы фаза жоғарыдағы еріткіш сақтағышына орналастырылады. Дақ жоғарыда ұсталады және еріткіш жоғарыдан қағаздың бойымен төменге ағады.

Көтерілу

Мұнда еріткіш хроматографиялық қағаз бойымен жоғары көтеріледі. Органикалық және бейорганикалық заттарды бөлу үшін төмен түсетін және жоғары көтерілетін қағаз хроматографиясы қолданылады. Үлгі мен еріткіш жоғары қарай жылжиды.

Көтерілу-түсу

Бұл жоғарыда аталған екі техниканың гибриді. Көтерілетін хроматографияның жоғарғы бөлігі қағаз таяқты кесіп өткеннен кейін түсуіне мүмкіндік беру үшін таяқ арқылы бүктелуі мүмкін.

Дөңгелекті хроматография

Дөңгелек сүзгі қағазы алынып, сынама қағаздың ортасына жатқызылады. Дақ кепкеннен кейін, сүзгі қағазы еріткіш құйылған Петри ыдысына көлденең орналастырылып байланады, қағаздың шеті еріткішке еніп тұрады. Еріткіш қағаз арқылы жоғары көтеріліп, компоненттер концентрлі қабаттарға ажыратылады.

Екі өлшемді

Бұл техникада шаршы немесе тіктөртбұрышты қағаз пайдаланылады. Үлгі қағаздың бір бұрышына жағылады, ал даму бірінші бағытқа перпендикуляр бұрышта жүзеге асырылады.

Қағаз хроматографиясының тарихы

1943 жылы Мартин мен Синге қағаз хроматографиясын ашқаннан бастап, өсімдіктердің құрамын зерттеу, олардың бөлінісін және идентификациясын жүргізуге алғаш рет мүмкіндік туды. 1945 жылдан кейін бұл сала бойынша зерттеулер күрт өркендеді.