Ako vykonať tenkovrstvovú chromatografiu: 15 krokov (s obrázkami)

V chémii je tenkovrstvová chromatografia (TLC) lacný, rýchly a účinný spôsob rozdelenia zmesi na jej zložky na analytické účely. Chromatografia používa na oddelenie zlúčenín stacionárnu fázu (zvyčajne oxid kremičitý, oxid hlinitý) a mobilnú fázu rozpúšťadla. V prípade TLC sú sklenené platne pokryté oxidom kremičitým a potom sa cez ne nechá pretekať rozpúšťadlo, čím sa vytvorí separácia zlúčenín. Pri použití v laboratórnej práci môže táto metóda pomôcť určiť čistotu vzoriek, ako aj sledovať priebeh reakcie. TLC je bežnou technikou, ktorá sa vyučuje v chemických laboratóriách na bakalárskom stupni štúdia, napriek tomu s ňou veľa ľudí zápasí. TLC sa takmer vždy využíva v moderných výskumných chemických laboratóriách, preto je dôležité, aby ľudia pochopili, ako sa to správne robí.

Kroky


Rozrežte veľkú zásobnú TLC platňu z krabice na obdĺžniky. Pravdepodobne budete potrebovať rezačku na sklo, pokiaľ nie sú platne už vopred pripravené. TLC platňa má dve strany. Strana oxidu kremičitého a sklenená strana. Sklenená strana je len hladké reflexné sklo a strana s oxidom kremičitým je prášková biela látka, ktorá sa odlupuje, ak ju narušíte. Pri manipulácii s týmito platňami buďte opatrní, aby ste silikagél nezničili. Treba sa vyhnúť dotyku oxidu kremičitého prstami![1]

  • Odmerajte rozmery svojej 1.Dosky s rozmermi 5 x 4 cm alebo väčšie, ak si myslíte, že potrebujete viac priestoru, ale táto veľkosť zvyčajne postačuje. Potom zľahka obtiahnite sklenenú stranu, nie stranu s kremelinou, pomocou vašej čepele alebo rezačky na sklo. Malo by to vyzerať ako na obrázku vyššie, so zjavnými rezmi v skle. Teraz opatrne zdvihnite tanier a zlomte ho tak, že ho rukami ohnete smerom od seba. Sklo sa ľahko rozbije pozdĺž hladkého okraja, ak sa naň urobí bodka. Buďte veľmi opatrní, ale musíte použiť dostatočnú silu, aby ste rozbili sklo. Ak ste to nikdy predtým nerobili, môže to vyžadovať určitý cvik.


Označte TLC platňu. Nakreslite ceruzkou čiaru okolo 0.5 cm od dna rovno naprieč.Ak robíte jednoduchú reakciu, ako vo väčšine laboratórií pre študentov, nakreslite na vodorovnú čiaru tri rovnomerne rozmiestnené zvislé čiarky. Tieto čiary označte ako východiskový materiál (SM), spolupôsobiaci materiál (C) a reakciu (R). Toto bude bližšie vysvetlené v ďalších krokoch.[2]

  • Na TLC píšte len ceruzkou. Ak použijete pero alebo fixku, zničíte si TLC platňu, pretože tieto médiá obsahujú farbivá, čo sú organické zlúčeniny, ktoré sa vyvíjajú spolu so zlúčeninami, ktoré vás zaujímajú. Grafit sa nebude pohybovať s rozpúšťadlom. Píšte veľmi opatrne, inak zoškriabete oxid kremičitý.


Pripravte si chromatografické rozpúšťadlo. Klasickým systémom rozpúšťadiel je etylacetát a hexán, pretože sa ľahko miešajú a polarita rozpúšťadla sa ľahko upravuje. Dobrým začiatkom je 20 % etylacetát v hexáne, čo je rovnaké ako roztok etylacetátu a hexánu v pomere 1:4. V odmernom valci alebo inom nástroji na meranie kvapalín môžete ľahko odmerať 1 ml etylacetátu a 4 ml hexánu a potom ich spojiť, aby ste získali požadovaný roztok. Do uzavretej nádoby dajte trochu etylacetátu v pomere 1:4:hexán tak, aby bolo dno nádoby len tesne pokryté. Uzavrite viečko na nádobe, inak sa rozpúšťadlo rýchlo vyparí a budete musieť pridať ďalšie.

  • Vo všeobecnosti by sa malo použiť rozpúšťadlo alebo zmes rozpúšťadiel s nižšou polaritou, ktoré sú v súlade s dobrou separáciou.


Pripravte si roztoky. Vezmite východiskový materiál pre vašu reakciu a zrieďte ho v malej fľaštičke s etylacetátom. TLC je veľmi citlivá a stačí aj 1 % roztok vašej zlúčeniny. Na tento postup naozaj potrebujete len veľmi zriedený roztok. Ak je váš roztok príliš koncentrovaný, vaše škvrny budú pruhované a z vašej TLC platne nezískate žiadne užitočné informácie. Ak je vaša reakcia tiež pekným roztokom, môžete z nej priamo vyčítať, ale ak je vaša reakčná zmes zložitejšia, možno budete musieť odobrať malé množstvo a zriediť ho vo vhodnom rozpúšťadle (napríklad v etylacetáte), aby ste vytvorili roztok.Najlepšie roztoky na pozorovanie sú číre, ale nemusia byť. Na farbe roztoku nezáleží. Na obrázku vyššie je roztok číry a bezfarebný, pretože táto zlúčenina nie je farebná, ale často sa stáva, že roztoky majú farbu.[3]


Odoberte malé množstvo roztoku. Ponorte špičku sklenenej pipety do jedného z reakčných roztokov, ktoré ste práve pripravili, a pipeta nasaje malé množstvo. Toto sa nazýva kapilárne pôsobenie a mnohí ľudia sú prekvapení, že to funguje. Dôkaz, že to skutočne funguje, nájdete na obrázku vyššie. Jednoducho strčte koniec pipety do kvapaliny a časť z nej sa dostane do pipety. Na škvrny na platničke nepotrebujete príliš veľa roztoku, takže vám postačí špička pipety.[4]


Zľahka pritlačte špičku pipety na priesečník jednej z prerušovaných čiar a vodorovnej čiary, ktorú ste predtým urobili na strane oxidu kremičitého.To spôsobí, že roztok v pipete sa nasaje na kremelinu, čím vznikne malý kruh rozpúšťadla a zlúčeniny. Je veľmi dôležité, aby ste zľahka škvrnuli. Ak stlačíte príliš silno, nanesiete príliš veľa materiálu, čím sa vytvoria veľké škvrny, ktoré sa budú prekrývať, čo spôsobí, že TLC bude ťažko čitateľná. Tento krok si vyžiada prax, preto si ho môžete vyskúšať niekoľkokrát a snažiť sa získať čo najmenšie škvrny, než budete pokračovať ďalším krokom.

  • Na prvú a druhú čiarku umiestnite východiskový materiál a na druhú a tretiu čiarku reakčný roztok. Prvá pomlčka je váš východiskový materiálny odkaz (SM), prostredné miesto je spoluúčasť (C) a tretie miesto je reakčný odkaz (R). Vďaka tomuto typu škvŕn je vyvolaná platňa veľmi ľahko čitateľná. Vyššie uvedený obrázok pre vizuálne objasnenie.


Vysušenie TLC platne. Jednoducho položte platňu a počkajte približne minútu, kým sa rozpúšťadlo z platne odparí. Platňu nemožno spustiť, ak je na nej stále rozpúšťadlo. Ak je na platni rozpúšťadlo, budete môcť vidieť mokrú škvrnu. Nemusíte dlho čakať na také prchavé rozpúšťadlá, ako sú etylacetát a hexán. Minúta je viac ako dosť času na odparenie týchto rozpúšťadiel.

Vyvolajte platňu. Pomocou pinzety opatrne umiestnite TLC platňu do nádoby s rozpúšťadlom tak, aby bol koniec platne so škvrnami na dne blízko rozpúšťadla. Ponorte spodný okraj doštičky do rozpúšťadla a nechajte rozpúšťadlo stiecť hore doštičkou, pričom so sebou ponesie zlúčeniny. Zakryte nádobu viečkom. Tým sa zabráni odparovaniu rozpúšťadla a vývojová fáza bude oveľa rýchlejšia.

9Nechajte nádobu/systém nerušene stáť, inak dôjde k deformácii pásov.


V tomto štádiu dochádza k separácii. Buďte preto trpezliví a počkajte 2 – 3 minúty, kým rozpúšťadlo dosiahne vrchnú časť platne, a až potom ju odstráňte. Dlhšie čakanie zvyčajne poskytuje lepšie výsledky, pokiaľ nenecháte rozpúšťadlo pretekať za horný okraj.


Odstráňte platňu. Keď sa rozpúšťadlo priblíži k hornému okraju platne, pomocou pinzety ho opatrne vyberte z komory. Rýchlo ceruzkou označte najvyššie miesto, ktoré rozpúšťadlo dosiahlo. Toto sa nazýva čelo rozpúšťadla a je dôležité si ho všimnúť pre neskoršie výpočty. Nedotýkajte sa oxidu kremičitého prstami, pretože by ste mohli škvrny rozmazávať alebo by sa na platňu mohli usadzovať zlúčeniny z vašich rúk, čím by sa vaša platňa stala nepoužiteľnou.[5]


Vysušte platňu. Opäť počkajte, kým sa rozpúšťadlo z platne odparí. Ak používate prchavé rozpúšťadlo, napríklad etylacetát hexán, malo by to trvať len minútu alebo menej, ale je dôležité, aby rozpúšťadlo nebolo na platni.

13Vizualizujte platňu.


Umiestnite platňu pod ultrafialové svetlo. Mali by ste si všimnúť niekoľko škvŕn na rôznych miestach, ktoré zodpovedajú rôznym zlúčeninám. Prítomnosť alebo neprítomnosť škvŕn zodpovedá priebehu reakcie, takže informácie o reakcii možno týmto spôsobom ľahko určiť. Použite ceruzku na obkreslenie škvŕn, aby ste mohli pokračovať v analýze platne po jej vybratí z UV zdroja. Pozrite sa na uvedený obrázok a všimnite si rôzne škvrny v rôznych výškach.[6]


  • Vypočítajte retardačný faktor (Rf). Je to jednoducho pomer toho, ako ďaleko sa posunuli škvrny k tomu, ako ďaleko sa posunulo rozpúšťadlo. Pomocou pravítka zmerajte vzdialenosť od čela rozpúšťadla a od stredu škvŕn. Vydelte vzdialenosť, o ktorú sa posunuli škvrny, vzdialenosťou, o ktorú sa posunulo rozpúšťadlo. Tým získate číslo medzi 0 a 1. Výpočtom Rf známych zlúčenín ich môžete identifikovať na TLC platni. Rôzne zlúčeniny budú mať takmer vždy rôzne hodnoty Rf, čo uľahčuje ich rozlíšenie.
  • Odkazy