## 4.1 Wat is chromatografie

Chromatografie is een scheidingsmethode die gebruik maakt van meerdere stofeigenschappen. Er wordt dus bijvoorbeeld niet gescheiden op alleen het verschil in kookpunt. Bij chromatografie vindt scheiding plaats door deze eigenschap te combineren met een andere

Bij chromatografie is er altijd sprake van een zogenaamde mobiele fase en een stationaire fase. De naam zegt het al: de mobiele fase beweegt en de stationaire fase beweegt niet. Bij papierchromatografie is de stationaire fase (speciaal) papier. Het te scheiden mengsel wordt op het papier gebracht zoals weergegeven in figuur 6.

Figuur 6: Vorming van concentrische cirkels in een chromatogram.

In het midden van cirkelvormig chromatografiepapier zet je bijvoorbeeld een stip met een stift. De stoffen in de inkt zullen hechten aan het papier (adsorptie). Het aanhechtingsvermogen van de verschillende componenten zal echter verschillen. Dat wil zeggen dat de éne component beter aan het papier ‘plakt’ dan de andere. Vervolgens druppel je langzaam een vloeistof op de stip. De vloeistof zal het papier intrekken en vanuit het midden van de cirkel naar buiten bewegen. Omdat deze vloeistof zich door het papier verplaatst en vanuit het midden naar buiten loopt, wordt deze ook wel de loopvloeistof genoemd.

De loopvloeistof is zo gekozen dat (een deel van) de kleurstoffen (componenten) van de inkt hierin oplost en er door meegenomen wordt. De kleurstoffen bewegen dus mee van het midden van de cirkel naar buiten. Niet alle kleurstoffen zullen echter even goed oplossen in de loopvloeistof. Naarmate een kleurstof beter oplost, zal de loopvloeistof deze stof makkelijker meenemen. Deze kleurstof is dan verder naar buiten te zien.

Het verschil in oplosbaarheid is echter niet de enige eigenschap waardoor scheiding plaats vindt. Er is ook nog het verschil in de mate van aanhechtingsvermogen van de componenten aan het papier. Hoe beter een component adsorbeert aan het papier, hoe moeilijker deze component meegenomen kan worden door de loopvloeistof. Het eindresultaat is een scheiding van (de) verschillende componenten in de inkt.

Opgave 12

1. Wat zijn bij papierchromatografie de stationaire en de mobiele fase?

1. Wat kun je zeggen over de stofeigenschappen van de component in de buitenste ring van het chromatogram in figuur 6?

1. Wat kun je zeggen over de stofeigenschappen van de component(en) in de binnenste ring van het chromatogram in figuur 6?

Praktisch gezien is het handiger om papierchromatografie iets anders uit te voeren. In plaats van een cirkelvormig stuk papier gebruik je een rechthoekig stuk papier. (zie figuur 7).

Figuur 7: Voorbeeld van een chromatogram.

Op de zogenaamde basislijn (een zelf getrokken, dunne potloodstreep) zet je een stip met de stift. Vervolgens zet je het papier rechtop in een bekerglas met daarin een laagje loopvloeistof. Hierbij is het van belang dat het papier in de loopvloeistof staat en dat de stip boven de vloeistof zit. Het papier zal nu de loopvloeistof ‘opzuigen’.

Net als bij het cirkelvormige chromatogram zal de loopvloeistof de componenten van de inkt van de stip meenemen afhankelijk van hun oplosbaarheid en aanhechtingsvermogen. Zodra de mate van scheiding voldoende is (of in ieder geval voordat de loopvloeistof helemaal boven in het papier is), haal je het papier uit de loopvloeistof. Met een potloodstreepje geef je aan tot hoe ver het vloeistoffront is gekomen.

Het resultaat is nu niet een chromatogram met concentrische cirkels maar met stippen. Door op deze manier van zowel de inkt op de plattegrond als van de inkt uit de gevonden stift een chromatogram te maken, kun je beide mengsels vergelijken.

Afhankelijk van het resultaat kun je een uitspraak doen over de vraag of de tekst op de kaart geschreven is (of kan zijn) met de gevonden stift. Als namelijk de tekst op de plattegrond geschreven is met de gevonden stift, dan zouden de beide chromatogrammen hetzelfde moeten zijn.

Bij het vergelijken van twee verschillende chromatogrammen kan er een probleem optreden. Om allerlei redenen kan het gebeuren dat de afstand die de loopvloeistof heeft afgelegd (de afstand tussen basislijn en vloeistoffront in figuur 5) bij de twee chromatogrammen erg veel verschilt. In het éne geval kan deze 10,4 cm zijn terwijl in het andere chromatogram een afstand van 6,7 cm wordt gemeten. Het kan dan erg lastig worden om de beide chromatogrammen zo met het blote oog te vergelijken.

Om twee verschillende chromatogrammen toch nog enigszins te kunnen vergelijken, kun je kijken naar de relatieve verplaatsing van elke component ten opzichte van de verplaatsing van het vloeistoffront. Deze relatieve verplaatsing wordt ook wel ‘rate of flow’ genoemd met als symbool Rf.

Opgave 13

1. Hoe kun je voor elke component uitrekenen wat de Rf-waarde is?

1. Wat kun je zeggen over het bereik van de Rf-waarde?

1. Bereken de Rf-waarden van de bovenste drie componenten in het chromatogram van figuur 7.

Het kunnen berekenen van een Rf-waarde geeft een gevoel van nauwkeurigheid die er helaas niet is. Hoewel het beter is om chromatogrammen te vergelijken op basis van deze Rf-waarden dan te vergelijken met het blote oog, is deze methode niet zo nauwkeurig als men graag zou willen. Door allerlei praktische omstandigheden (denk aan temperatuur, luchtvochtigheid, tocht, et cetera) kan de Rf-waarde variëren. Je zult dan ook niet snel een tabel met Rf-waarden tegenkomen. Er zijn echter wel manieren om een chromatogram zo te maken dat je twee mengsels goed met elkaar kunt vergelijken.