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크로마토 그래피는 분석되는 화합물에서 분자의 특성 및 이동성을 기초로 다른 화학 물질을 식별합니다. 크로마토 그래피를 통해 과학자들은 석유 및 DNA에서 엽록소 및 펜 잉크에 이르는 액체와 가스를 분리 할 수 있습니다. 학생들은 실험 및 재미있는 프로젝트에 크로마토 그래피를 사용할 수도 있습니다.
크로마토 그래피 정의
"Chromat-"는 그리스어 인 "chroma"에서 나옵니다. "-Graphy"는 라틴어 "-graphia"또는 그리스어 "graphein"에서 유래 한 것으로 (메리아 웹스터 당) "(지정된) 방식으로 또는 (지정된) 수단 또는 (지정된) 대상에 의한 기록 또는 표현"을 의미합니다. " 따라서 크로마토 그래피는 문자 그대로 색상으로 쓰거나 표현하는 것을 의미합니다. Merriam-Webster의보다 공식적인 정의에 따르면 크로마토 그래피는 "액체 또는 기체에 의해 운반되는 화학 혼합물이 정지 된 액체 또는 고체 주위 또는 위에서 유동 할 때 용질의 차등 분포로 인해 구성 요소로 분리되는 공정입니다" 단계."
크로마토 그래피 한계
크로마토 그래피는 재료의 분자 특성이 다르기 때문에 작동합니다. 물과 같은 일부 분자에는 극성이 있으므로 작은 자석처럼 작동합니다. 일부 분자는 이온 성이므로 원자는 전하 자석에 의해 다시 작은 자석처럼 유지됩니다. 일부 분자는 모양과 크기가 다릅니다. 분자 특성의 이러한 차이를 통해 과학자들은 크로마토 그래피를 사용하여 화합물을 개별 분자로 분리 할 수 있습니다.
크로마토 그래피는 또한 분자의 이동성에 의존합니다. 즉, 분자의 이동 능력에 따라 크로마토 그래피가 작동하는지 여부가 결정됩니다. 분자를 이동상에 넣으려면 물질을 용매에 용해 시키거나 물질을 액체 또는 기체 상태로 만들어야합니다. 용매가 사용되는 경우, 용매는 분리 될 물질에 의존한다. 액체 및 기체 혼합물은 분자가 통과 할 때 분자를 흡수하는 물질을 통해 밀거나 당겨질 수 있습니다. 크로마토 그래피가 작동하려면 어떤 재료를 분석하든간에 재료가 이동상이어야합니다.
크로마토 그래피가 작동하는 이유
크로마토 그래피 기술은 다르지만 모두 분자 차이와 재료 이동성의 조합에 따라 다릅니다. 크로마토 그래피는 용해 된 물질, 액체 또는 기체를 필터 물질로 통과시켜 작동합니다. 분자가 필터를 통과 할 때 분자는 층으로 분리됩니다. 분리 메커니즘은 분리 할 분자의 종류에 따라 결정되는 필터링 방법에 따라 다릅니다. 그러나 어떤 방법을 사용하든 분자는 필터를 통해 서로 다른 속도로 이동하여 필터 물질에서 종종 컬러 선으로 나타나는 층으로 분자를 분리합니다.
일반적으로, 더 크거나 무거운 분자는 더 작거나 더 가벼운 분자보다 필터 물질을 더 천천히 통과합니다. 물의 양이나 에너지가 떨어지면 물에서 떨어지는 퇴적물처럼 떨어지면서 서로 다른 속도로 이동하기 때문에 분자가 움직일 때 분리됩니다.
샘플 크로마토 그래피 프로젝트
많은 크로마토 그래피 테스트에는 특수 장비와 기술이 필요하지만 간단한 가정에서 사용하는 가정 및 학교 실험에서 크로마토 그래피를 사용할 수 있습니다.
펜 잉크 분석
크로마토 그래피의 간단한 데모는 커피 필터와 다양한 마커 펜을 사용합니다. 펜이 수용성 잉크를 사용하는 경우 사용되는 용매는 물입니다. 마커가 영구 잉크를 사용하는 경우 이소 프로필 알코올이 종종 용매로 작용합니다. 커피 필터를 평평하게 펴서 시작하십시오. 커피 필터를 일회용 접시 나 기타 재료 위에 놓아 밑면이 더러워지지 않도록합니다. 필터의 중앙 부분 주위에 점을 만들려면 다양한 펜을 사용하십시오. 커피 필터 중앙에 물이나 알코올을 넣으십시오. 작은 술이 잘 작동합니다. 웅덩이를 만들기에 충분한 액체를 첨가하지 마십시오. 물이나 알코올이 중앙에서 확장되어야합니다. 액체가 중심에서 나오면 잉크가 녹고 중심에서 바깥쪽으로 이동합니다. 잉크 내의 상이한 안료는 분리되어 초기 잉크 스폿으로부터 수행되고 안료 분자에 기초하여 행으로 증착 될 것이다.
엽록소 크로마토 그래피
조금 더 복잡하지만 똑같이 흥미로운 크로마토 그래피 프로젝트는 잎에서 발견되는 엽록소를 분리합니다. 엽록소는 식물의 잎에서 발생합니다. 엽록소는 녹색이지만 대부분의 잎에는 카로티노이드와 같은 추가 안료가 포함되어있어 가을에 붉은 색과 오렌지색이 나타납니다. 이 카로티노이드 및 기타 안료는 녹색 엽록소가 분해됨에 따라 낙엽 식물 잎이 가을에 다른 색으로 나타나는 이유입니다. 여러 개의 녹색 잎을 선택하여 시작하십시오. 잎을 부수고 조각을 이소 프로필 알코올 또는 아세톤 (프로 파논이라고도 함)에 담그십시오. 엽록소가 잎 밖으로 나오고 액체가 녹색으로 변합니다.
경고
안료를 분리하려면 평평한 커피 필터 중앙에서 약 1 인치 너비의 스트립을 자르거나 크로마토 그래피 용지를 사용하십시오. 종이의 한쪽 끝을 연필로 붙입니다. 종이 스트립보다 약간 짧은 용기에 약 1 인치의 액체를 붓습니다. 종이의 바닥이 액체에 있도록 용기 상단에 연필을 놓으십시오. 엽록소 및 기타 색소 분자를 운반하는 모세관 작용으로 인해 종이에 액체가 상승합니다. 액체가 증발함에 따라 분자는 종이에 남아 안료 선을 만듭니다. 용지가 너무 길면 액체가 결국 모든 안료 분자를 용지 상단으로 운반하기 때문에 선이 뚜렷해지면 용지를 제거하십시오.