본문내용
1. 서론
1.1. 종이 크로마토그래피의 정의와 원리
종이 크로마토그래피는 혼합물을 고정상(고정되어 있는 흡착제)과 이동상(적당한 용매)에 분배시켜 각 성분들이 두 상에 분배되는 정도, 즉 각 상에 대한 용해도나 흡착도가 달라 분배 평형계수를 보임으로써 분리가 가능한 방법이다. 한 상이 고정상을 통과할 때 고정상이 이동상의 성분들을 선택적으로 흡착 제거하며, 고정상에 대해 연속적으로 이동상을 이동시키면 이동되면서 각 상에 있던 물질들은 새로운 고정상에 재분배되어 고정상에 많이 분배되는 성분들의 이동 속도는 늦어지고 이동상에 분배가 많이 되는 성분의 이동속도는 빨라져 분리된다.
종이 크로마토그래피는 종이의 셀룰로오스 표면의 하이드록시기와 물이 수소결합으로 부착되어 물 자체가 새로운 고정상 역할을 하며, 이 고정상으로서의 물 층과 전개 용매 간에 시료가 분배되는 일종의 액체-액체 크로마토그래피의 분리 메커니즘을 가진다. 즉, 종이 크로마토그래피는 고정상인 흡착수와 이동상인 유기용매 사이에서 시료 성분들이 분배되어 분리되는 원리이다.
1.2. 정지상과 이동상의 개념
정지상과 이동상의 개념은 다음과 같다.
고정된 흡착제인 고정상(stationary phase)에 혼합물을 적당한 용매인 이동상(mobile phase)으로 전개시키면, 혼합물 중 흡착성이 강한 물질과 약한 물질은 고정상을 이동하는 속도가 다르게 된다. 이로 인해 흡착층의 모양이 달라지며, 각 성분들이 분리된다.
종이 크로마토그래피에서는 종이의 셀룰로오스 섬유질이 고정상이 되고, 이 섬유질에 세게 흡착되어 있는 극성 액체상(보통 물)과 용출 용매인 이동상 사이에 시료가 분포되므로 이는 액체-액체 분배 크로마토그래피의 원리에 해당한다.
이동상인 용매가 모세관 현상으로 종이를 따라 상승하면서 혼합물의 성분들이 용매에 대한 친화도의 차이로 인해 분리되어 각각의 반점을 형성하게 된다. 이때 각 성분의 이동 거리와 용매 이동 거리의 비인 Rf값은 일정한 실험 조건에서 물질별로 고유한 값을 가지게 된다.
1.3. 크로마토그래피의 분리 원리
크로마토그래피는 혼합물을 흡착제에 대한 친화도의 차이, 즉 분별흡착현상을 이용하여 분리·정제하고 정성·정량할 수 있는 방법이다. 고정된 흡착제(고정상, stationary phase)에 혼합물을 적당한 용매(이동상, mobile phase)로 전개시키면 혼합물 중 흡착성이 강한 물질과 약한 물질은 고정상을 이동하는 속도가 다르기 때문에 흡착층의 모양이 달라진다. 이러한 속도 차이를 이용하여 혼합물을 분리할 수 있다.
고정상과 이동상의 상태 및 종류에 따라 기체 크로마토그래피, 액체 크로마토그래피 등으로 세분된다. 고정상이 고체이고 이동상이 기체인 경우 기체 크로마토그래피, 고정상이 고체이고 이동상이 액체인 경우 액체 크로마토그래피에 해당한다.
크로마토그래피에서 분리의 원리는 혼합물 구성 성분들이 고정상과 이동상 사이에서 반복적으로 분배되는 과정에서 발생한다. 이때 각 성분들의 고정상에 대한 친화도 차이로 인해 이동 속도가 달라지게 되어 분리가 가능해진다. 고정상에 대한 친화도가 높은 성분은 이동 속도가 느리고, 친화도가 낮은 성분은 이동 속도가 빨라 결과적으로 분리된다.
예를 들어 아미노산의 종이 크로마토그래피에서는 유용성인 아미노산은 유기용매와 거의 같은 속도로 상승하지만, 수용성인 아미노산은 대부분 흡착수에 의해 저지되어 조금만 상승한다. 이와 같이 각 성분의 흡착성에 따른 분배 차이를 이용하여 혼합물을 분리할 수 있다.
2. 실험 개요
2.1. 실험 목적
종이 크로마토그래피의...
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