Chromatografie

IR, NMR, GC, HPLC, noem maar op. Bespreek hier alles over analytische chemie: hieronder valt alles qua zuiverheidsbepaling, structuuropheldering, karakterisering en meer.
Rowald
Stikstof
Posts: 155
Joined: 28 Jan 2009, 12:52
Chemistry interests: Inorganic
Location: Vlaams-Brabant

Chromatografie

Post by Rowald » 20 Mar 2009, 19:50

Waarvoor wordt chromatografie gebruikt?
Heeft dit veel toepassing in het dagelijks chemie-leven?
We hebben vorig jaar eens 1 papierchromatografie uitgevoerd, door met stiften een bolletje te tekenen op filterpapier en dat in aceton zetten. Zeer saai experiment! Maar er moeten toch gebruiken van deze scheidingstechniek zijn. En op welk berust deze methode?

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1980
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Chromatografie

Post by Wouter » 20 Mar 2009, 20:33

Chromatografie is een heel uitgebreid en belangrijk deel van de analytische chemie. Chromatografie houdt eigenlijk alleen in: het scheiden van componenten uit een mengsel, onafhankelijk van de techniek die wordt gebruikt. Vervolgens kan je daar gegevens uit halen met je detector.
In jouw geval is je detector je zicht geweest. Met het scheiden van de kleuren uit een viltstift spreek je min of meer van dunnelaag-chromatografie (TLC, thin layer chromatography), waarbij een oplosmiddel (eluens) de moleculen op basis van oplosbaarheid scheidt. Je vaste fase (hierop ligt je monster) is in dit geval papier. Het papier scheidt de moleculen op polariteit (affiniteit voor de wanden) en molecuulgrootte.


Er zijn verschillende chromatografie-types te onderscheiden, waaronder de belangrijkste:
- Gaschromatografie (Gas-Liquid Chromatography (GLC) ed.)
- Vloeistofchromatografie (Liquid Chromatography, LC)
- Kolomchromatografie (Flash Column Chromatography)
- Dunnelaagchromatografie (Thin Layer Chromatography, TLC)
- Gelpermeatiechromatografie (Gel Permeation Chromatography, GPC)

Wat is een "detector"? Dat is het apparaat waarmee je je stoffen kwalitatief en/of kwantitatief analyseert.

Er is altijd sprake van een soort "kolom", dit houdt je stationaire fase in, wat de stof is waarop je stoffen ook nog op polariteit en/of grootte worden gescheiden. De kolommen bestaan vaak uit siliciumoxide met daarop eventueel apolaire groepen. De hoeveelheid en grootte van de (a)polaire groepen zorgt ervoor dat het monster wordt gescheiden op affiniteit van polariteit. Denk hierbij aan een oplossing van methanol, ethanol en propanol, vrij lastig te scheiden, maar de polariteit van de verbinding is flink verschillend, zo kan je ze met de juiste kolom dus goed scheiden.
De loopvloeistof of het oplosmiddel wordt gebruikt om je stof in op te lossen, indien mogelijk en het te transporteren over de eerder genoemde kolom. De loopvloeistof MOET in staat zijn om het monster op te lossen, maar de kolom niet beschadigen.


Gaschromatografie, GLC, wordt voornamelijk gebruikt bij "vluchtige" stoffen, waarbij het product dat wordt ingevoerd een gas of vloeistof is en wordt verdampt voordat het op de kolom komt. De kolom is vaak erg lang en als "loopvloeistof" wordt een inert gas gebruikt, zoals stikstof of helium. Temperaturen op GLC reiken van ver negatief tot enige honderden (misschien wel duizenden) graden celsius, afhankelijk van wat je moet scheiden.
GLC wordt veel gebruikt om reacties te volgen of gewoon om de zuiverheid van een verkregen stof te meten, al is dit beter te doen met behulp van LC.

Vloeistofchromatografie, LC, wordt gebruikt bij niet-vluchtige stoffen, zoals erg zware of instabiele moleculen zoals aminozuren of medicijnen. Hierbij speelt vooral de kolom een erg belangrijke rol, waarbij het monster door de kolom wordt gehaald en zeer goed gescheiden kan worden. LC verloopt onder hoge druk (High Performance Liquid Chromatography, HPLC), afhankelijk van de kolom die wordt gebruikt. Bij een dicht bepakte kolom (veel stationaire fase, dus goede scheiding op kleine afstand) wordt een erg hoge druk gebruikt.

Kolomchromatografie weet ik niet zo heel veel van, gezien ik daar eigenlijk nooit echt mee gewerkt heb. Er wordt gebruik gemaakt van de zwaartekracht en een vaste fase: een kolom wordt gevuld met een vaste fase en een oplosmiddel, hierop wordt het opgeloste monster "geladen". De kolom wordt aan de onderkant opengezet en de stoffen zullen door de vaste fase heen moeten om uit de kolom te komen. Hierdoor worden ze gescheiden in verschillende ringen. Veel gebruikt om niet te ingewikkelde stoffen te scheiden. Het is een type chromatografie die kan worden gebruikt om grote hoeveelheden tegelijk te laten scheiden.

Dunnelaagchromatografie, TLC, is een type chromatografie waarbij een monster door een oplosmiddel over een dunne plaat wordt gescheiden. Het monster wordt onder op een plaat (bijv. met SiO2-coating) gebracht. De plaat wordt vervolgens aan de onderzijde (onder het monster!!) ondergedompeld in een oplosmiddel. Het oplosmiddel "loopt" dan door het plaatje heen, waarbij het het monster meeneemt. Onoplosbare delen blijven achter, oplosbare delen worden gescheiden op polariteit. De plaat wordt vervolgens gedroogd en bekeken (al dan niet onder UV-licht).

Gelpermeatiechromatografie, GPC, is een methode die wordt gebruikt voor voornamelijk polymeren en andere heel grote moleculen. Hierbij wordt een stof in een oplosmiddel gebracht en door een soort poreuze gel geperst. Een soort LC om te omschrijven. Hierbij worden de stoffen alleen niet op polariteit gescheiden, maar op grootte. Hele grote moleculen kunnen niet door de gel heen en zullen dus de kortste route, eromheen, nemen. Kleine moleculen nemen de veel langere route van gangen door de gel.

En er zijn nog meer technieken te onderscheiden, zoals scheiding op lading (ionchromatografie, electroforese), membraamchromatografie en vast nog veel meer waarvan ik nog niet eens gehoord heb.


Chromatografie is een zeer belangrijk onderdeel van de chemie, al is het maar om te kijken hoe je reactie verloopt.
Zelf heb ik er niet zoveel mee, maar het kost weinig tijd, je kan weglopen en het geeft erg veel duidelijkheid over wat je nou aan het doen bent.


En ja, ik heb dit hele stuk even zitten typen, nu moet ik nog eten :P
Organisch chemicus

Jor
Zwavel
Posts: 562
Joined: 13 Jan 2009, 00:20
Chemistry interests: --------------
Contact:

Re: Chromatografie

Post by Jor » 20 Mar 2009, 20:48

Goede uitleg.

Ja chromotografie is erg belangrijk in de chemie.

Zo heb ik op uni bij organische syntheses vaak gekeken hoe ver een reactie is door middel van TLC.

HPLC is ook erg handig. Met de GC heb ik minder.

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1980
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Chromatografie

Post by Wouter » 20 Mar 2009, 20:50

Ik ben persoonlijk meer een GLC-mens, lekker snel, weinig moeite en tijd (20-30 minuutjes, waarvan misschien 2 minuten voorbereiding) en erg fijn om op temperatuur te scheiden.
Organisch chemicus

Rowald
Stikstof
Posts: 155
Joined: 28 Jan 2009, 12:52
Chemistry interests: Inorganic
Location: Vlaams-Brabant

Re: Chromatografie

Post by Rowald » 20 Mar 2009, 21:14

Zeer goede uitleg, en uitgebreid ook!
Bedankt!
Ik wist niet chromatografie zoveel toepassingen kende.
Maar als ik het zo lees, is het vrij nutteloos dat we dergelijke proeven uitvoeren in het 3de middelbaar, vind ik dan.

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1980
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Chromatografie

Post by Wouter » 20 Mar 2009, 21:40

De kleurstoffen scheiden van een viltstift vind ik persoonlijk een vrij goed voorbeeld van hoe chromatografie werkt, al is het maar een sterk versimpelde versie. Het is niet erg spannend, maar naast leerzaam heeft het kleurtjes en veel mensen weten niet dat zwart in stiften eigenlijk niet zwart is. Of dat groen uit blauw en geel bestaat.

Een erg simpele demonstratieproef, niet spectaculair, maar wel educatief als je de juiste uitleg krijgt :P
Organisch chemicus

Vulture
Helium
Posts: 33
Joined: 04 Jan 2010, 23:47

Re: Chromatografie

Post by Vulture » 05 Jan 2010, 23:36

Chromatografie is van levensbelang voor de organische synthese, de farmacie en de levenswetenschappen voor het analyseren en zuiveren van producten.

Er gaat in ons labo geen dag voorbij zonder dat iemand een product opzuivert via kolomchromatografie. Reacties worden routinematig gevolgd via TLC.

Kolomchromatografie is vrij low-tech en ook thuis uit te voeren, het nadeel is het hoge verbruik van solvent en het feit dat je de silica meestal niet kunt recupereren.

leergierig meisje
Helium
Posts: 27
Joined: 06 Nov 2011, 12:46

Re: Chromatografie

Post by leergierig meisje » 06 Nov 2011, 12:50

Heb je na het toepassen van chromatografie alleen de bestanddelen in zuiver toestand?
En welke andere soorten papier kun je nog gebruiken voor chromatografie?

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1980
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Chromatografie

Post by Wouter » 06 Nov 2011, 13:40

Bij chromatografie is het mogelijk dat verschillende verbindingen dezelfde retentietijd (tijd die het molecuul nodig heeft om van de kolom af te komen onder die omstandigheden) hebben. Doorgaans gebruik je chromatografie wel om verbindingen zuiver te krijgen en is het zeker mogelijk.

Je kolommateriaal kan sterk variëren. Papier wordt op middelbare scholen veel gebruikt als voorbeeld, maar in principe kan het worden gedaan op alle vaste dragers. Meestgebruikt is siliciumoxide (silica gel) met apolaire oplosmiddelen (Straight of Normal Phase), maar ook veel gebruikt zijn:
- aluminiumoxide (alumina), kan ook basisch zijn, handig voor verbindingen met basische groepen
- Reversed Phase met behulp van een apolaire drager, meestal silica gel met een coating van C18-staarten, waarbij met een polair oplosmiddel verbindingen kunnen worden gescheiden.

Ik weet niet of er veel verschil is in papiersoorten wat betreft scheiding. Je kan zoeken naar zwaarder papier, daar zitten de vezels dichter opeengepakt, waardoor je in theorie een betere scheiding zou kunnen hebben. In de praktijk kan dit een probleem vormen met het opnemen van de vloeistof.
Organisch chemicus

leergierig meisje
Helium
Posts: 27
Joined: 06 Nov 2011, 12:46

Re: Chromatografie

Post by leergierig meisje » 06 Nov 2011, 17:33

welke verschillende eigenschappen moet het papier hebben en welke stoffen kunnen nog gebruikt worden voor chromatografie ?

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1980
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Chromatografie

Post by Wouter » 06 Nov 2011, 17:47

Ik heb al een aantal dingen opgenoemd die je vraag zullen beantwoorden. :)
Organisch chemicus

User avatar
Ragbips
Natrium
Posts: 304
Joined: 07 May 2010, 17:47
Chemistry interests: Organic
Location: Apeldoorn

Re: Chromatografie

Post by Ragbips » 10 Nov 2011, 01:30

Je kan natuurlijk ook de scheiding verbeteren door een langer stuk papier te nemen, dan wordt het aantal "schotels" namelijk groter. Je retentietijden worden er langer van en tijd is natuurlijk geld.
Er zijn dan ook allerlei formules die gelden in de chromatografie, en deze zijn nuttig om een zo goed mogelijke scheiding te krijgen in zo weinig mogelijk tijd.

Alle genoemde methoden met uitzondering van de kolomchromatochrafie dienen vooral voor analyse. Kolomchromatografie is als enige echt handig om ook grotere hoeveelheden van je stof in handen te krijgen.
Bij de andere methoden zijn de volumes die je meet vaak in een orde van een microliter, en kan de detectie ook destructief zijn (FID: je stofje wordt voor het analyseren in de fik gestoken, MS: je stof wordt eerst in stukken geschoten van verschillende massa's en dan afgebogen door een spanning en tegen een plaat aan geslagen).

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Chromatografie

Post by spidey » 11 Nov 2011, 12:18

Heeft iemand hier ervaring (thuis of op het lab) met kolomchromatografie? Lijkt me interessant om eens te doen, maar ik wil het niet zelf helemaal uitpuzzelen...

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1980
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Chromatografie

Post by Wouter » 11 Nov 2011, 15:39

Ik heb er zeer veel ervaring mee, gezien ik er elke dag mee te maken heb. Zowel HPLC, LPLC en gravitatie.

@Ragbips:
Met een langere kolom krijg je vaak ook meer piekverbreding, wat vaak niet ten goede komt van je opbrengst.
Organisch chemicus

User avatar
Ragbips
Natrium
Posts: 304
Joined: 07 May 2010, 17:47
Chemistry interests: Organic
Location: Apeldoorn

Re: Chromatografie

Post by Ragbips » 11 Nov 2011, 15:50

Ah ja, dat is ook zo. Maandag tentamen chromatografie en ik zie er ook best wel tegenop :-P
Zou je bij dat papier chromatografie ook Eddydiffusie hebben tussen de papiervezels?

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest