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Uma solução é uma mistura homogênea de pelo menos duas substâncias. Quando os químicos precisam determinar quais componentes estão presentes em uma solução ou outra mistura, geralmente usam uma técnica chamada cromatografia. A cromatografia é um processo que separa os componentes de uma mistura para que possam ser identificados. Essa é uma técnica comum usada em pesquisas, bem como em outros setores, como medicina e forense. Existem vários tipos de cromatografia, mas todos funcionam por causa dos mesmos princípios químicos.
TL; DR (muito longo; não leu)
A cromatografia é um processo científico que separa os componentes de uma solução ou outra mistura para que possam ser identificados. Muitos materiais diferentes são usados para fazer isso, mas todo tipo de cromatografia inclui um material de "fase estacionária" que não se move e um material de "fase móvel" que viaja além da fase estacionária, carregando a solução com ele. Com base em suas propriedades moleculares, alguns produtos químicos na solução viajam mais longe com a fase estacionária do que outros. Uma vez espalhados, os produtos químicos podem ser identificados por quão longe eles viajaram e suas propriedades individuais.
Cromatografia de papel
Uma maneira simples de entender como a cromatografia separa as partes de uma solução é pensar no que acontece quando um pedaço de papel com a inscrição fica molhado. A tinta se espalha pelo papel em faixas. Todo mundo tem experiência com esta versão não intencional de cromatografia em papel. A solução é a tinta, e os produtos químicos separados separam quando o papel é molhado. O mesmo método é usado para separar produtos químicos em soluções diferentes da tinta.
Nesse método, uma linha de lápis é desenhada horizontalmente no papel, na parte inferior, e um ponto da solução sendo testada é adicionado. Quando seca, o papel é pendurado verticalmente sobre um prato. Bastante solvente líquido é adicionado ao prato para alcançar o fundo do papel, mas não a linha do lápis. O solvente começa a subir no papel e, quando atinge o ponto da solução, começa a transportar os produtos químicos na solução. Na cromatografia em papel, o papel é o elemento do experimento que fica parado, por isso é chamado de "fase estacionária". O solvente sobe no papel, trazendo a solução que está sendo testada e, portanto, o solvente é conhecido como Estágio."
Adsorção
As moléculas no solvente e na solução interagem com as moléculas no papel. Eles ficam temporariamente presos na superfície do papel, em um processo chamado adsorção. Ao contrário da absorção, a adsorção não é permanente. Eventualmente, as moléculas se libertam e continuam subindo no papel, mas as moléculas em cada componente químico se ligam de maneira diferente às moléculas no papel. Alguns se desprendem mais rapidamente e viajam pelo papel mais rapidamente do que as moléculas de outros produtos químicos. Quando o solvente quase chega ao topo do papel, é desenhada uma linha de lápis para marcar sua localização antes que evapore. As posições dos pontos químicos que se separaram da solução original também são marcadas.
Se os produtos químicos forem incolores, outras técnicas poderão revelá-los, como brilhar a luz ultravioleta no papel para mostrar os pontos ou pulverizar um produto químico que irá reagir com os pontos e dar cor a eles. Às vezes, a distância percorrida por cada ponto é medida em relação à distância percorrida pelo solvente. Essa proporção é conhecida como fator de retenção ou Rf valor. É útil para identificar os componentes de uma mistura porque o Rf valor pode ser comparado ao de produtos químicos conhecidos.
Princípios de cromatografia
A cromatografia em papel é apenas um tipo de cromatografia. Em outras formas de cromatografia, a fase estacionária pode ser uma série de outros materiais, como uma placa de vidro ou alumínio revestida com um líquido, uma jarra cheia de líquido ou uma coluna cheia de partículas sólidas como cristais de sílica. A fase móvel pode até não ser um solvente líquido, mas um "eluente" gasoso. Toda a cromatografia funciona da mesma maneira com muitos materiais e técnicas diferentes - uma fase móvel é movida através ou através de uma fase estacionária. A solução é separada em seus componentes com base no quanto cada parte da solução se dissolve na fase móvel e é transportada, e quanto adere à fase estacionária adsorvente e diminui a velocidade.