Kromatografi,Kromatografi Hakkında

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-09-2012

Bir karışımın bileşenlerini bunlara seçimsel ilgi gösteren iki ya da daha çok evreden oluşmuş sistemler arasında farklı göçlerine bakarak tanımak gerektiğinde niceliklerini belirlemek amacıyla yapılan ve ayırma işlemine dayanan analitik yöntemdir

Kromatografi terimi başlangıçta örneğin bitkisel pigmentlerde olduğu gibi cisimleri renklerine göre ayırma işleminden kaynaklandı ama zamanla uygulama alanı oldukça genişledi

Kromatografi günümüzde son derece duyarlı ve etkin bir ayırma yöntemi olarak kabul edilmektedir

Duruma göre iki temel mekanizma uygulanır;
*Bileşikler ya iki sıvı evre arasında paylaşılır(bu durumda dağılım ya da paylaşım kromatografisinden söz edilir)
*Hareket halindeki bileşikler durağan katı bir evre yüzeyine bağlanır(bağlar yüzeysel ve fiziksel bir nitelik taşıdığında yüzde tutma kromatografisinden[tersinir bağ bileşiğin bütünlüğünün korunması] buna karşılık harerketli ve yüzde tutulan bileşikler arasında gerçek kimyasal bağlar oluştuğunda iyon değişimi kromatografisinden söz edilir)

Yüzde tutma kromatografisi 'nde uygun biçimde seçilen bir katının bir karışımın çeşitli bileşnlerine göre gösterdiği yüzde tutma farkından yararlanır

Katının yüzünde tutamadığı bir çözücü içinde çözünen bu karışım dikey kolona toz biçiminde konan yüzde tutucu bir maddenin içinden geçirilir

Bu sırada yüzde tutulan maddenin farkından dolayı bir ayrılma olur

Çünkü karışımdaki bir bileşen ne kadar az bir kuvvetle yüzde tutulursa o kadar aşağıda bağlanır

Bu şekilde elde edilen bir kromatogram çoğu kez kolon böğümlenerek tüm bileşenlerin ayrılmasını sağlayacak biçide yürütülür; ama ayırma genellikle seçme yoluyla yapılır

Yukarıdan kolonun tepesinden dökülen uygun seçilmiş bir çözücü(se-çen) karışımın bileşenlerini çözerek aşağıya doğru sürükler

Kromatogram kolonun tabanına doğru düzleşir yeterli oranda seçen katılırsa karışımın bileşenleri kolon dibinde seçen içinde çözelti halinde yeniden kazanılır

Yüzde tutma katıları alüminyum kalsiyum karbonat magnezya kömür nişasta selülöz vb

olmak üzere çok çeşitlidir

Yüzde tutma katısının seçiminde her özel durum için ayrı özen gösterilir ve genellikle yüzde tutulacak ürünü türüne göre saptanır

hayvansal yada bitkisel proteinlerin hidrolizi sonunda oluşan aminoasitlerin ayrılması iyonsal yüzde tutma kromatografisi'yle gerçeleştirilir

Bu amaçla karışım sülfonlu polistiren reçinesi ben- zeri -SO H(-SO H )gibi pek çok asit grubu içeren ve makro moleküllü sentetik bir bileşik olan katyon değiştirici bir reçine üzerinden geçirilir

Aminoasitin geçişi sırasında kimi PH sınırlarında R-NH katyonları durumunda bulunanlare reçine tarafından tutulurken H iyo- nu çözeltiye geçer(katyon değiştiricisi)

Bağlanma aminoasitin türüne göre az yada çok kuvvetlidir; bu nedenle alkali bir çözeltiyle yapılan bir seçme sonucu bir ayrılma sağlanır

Bir doğal su önce anyon ve daha sonra da katyon değiştirici reçineler üzerinden geçirilerek bileşiminde çözünmüş olarak bulunan mineral tuzlarından arındırılır(yumuşatma)

Bu reçineler dolgunluğa ulaştığında kolayca yenileştirilir

Dağılım kromatografisi: Birbiriyle temas halinde bulunanancak karışmayan iki sıvı evre halinde ayrılacak karışımın bileşenlerinin gösterdiği çözünürlük farkından yararlanılarak yapılır

Bu nedenle bir maddenin bir çözücüyle özütlenmesine benzer

Bu yöntemde sıvılardan biri hareketlidir ve ayrılacak karışımın çözücüsünü oluşturur diğeri durağandır kromatografi kolonunda yanlız taşıyıcı işlevi görev gözenekli bir katıda tutulur

Ayrılacak karışım kolondan gecirildiginde çözeltide bulunan bileşenler iki çözücü arasında paylaşılır

Eşit hacimdeki durağan ve hareketli sıvı içindeki bileşenlerin kütlelerinin birbirine oranı olan dagılım katsayısı bileşenlere göre değişir bu da belli bir ayrılmaya yol açar

Dagılım katsayısı en yüksek olan bileşen daha kolonun başında tutulurken diğerleri giderek küçülen dağılım katsayılarına göre sıralanır

Burada da ayırma bölümsen bir seçmeyle yapılır

Görece daha büyük nicelikleri ayırmada kullanılan kolon yerine gözenikli katı taşıyıcı olarak özel bir süzgeç kağıdı kullanılabilir

Bu amaçla dikey olarak yerleştirilen kağıda hareketli bir sıvı (su) emdirilir

Ayırma işleminden geçirilecek çözelti genellikle organik bir sıvı içinde hareketli bir sıvı olarak ya üsten dökülür ya da alttan verilir

Üstten döküldüğünde gelişme yerçekimiyle alttan verildiginde kılcallıkla sağlanır

Bu yolla elde edilen kromatoğrafi ikinci bir işlemle tamamlanır; bu işlem kağıdın dik bir doğrultuda 90 derece döndürülmesine uygun seçici bir maddeyle yukarıdan yada aşağıdan yıkanmasına dayanır

Buna iki boyutlu kağıt kromatografisi denir

Gaz evreli kromatografi: Uçucu bir sıvıda ya da bir gaz karışımdaki bileşenleri ayırmak için bu karışım taşıyıcı (ya da vektör) bir gaz işlevi gören hidrojen helyum azot karbondioksit vb

gibi bir başka gaz içinde seyreltilir

Hareketli evre olarak adlandırılan bu karışım hareketsiz yada durağan evreyi oluşturan bir malzemeye ya da etki kömür gibi bir katı ya da çogunlukla dövünmüş bir tugla gibi eylemsiz katı taşıyıcıya emdirilmiş az uçucu bir sıvıyla dolu uzun bir kolon üzerine gönderilir

Soğurucu katı bir madde olduğunda dağım kolonundan söz edilir

Buhar evrede kolon başından herhangi bir çözünen madde gönderildiğinde çözünen maddenin hareketsiz evre tarafından tutulan bölünme ile hareketli evrede bulunan bölümü arasında kolonun her noktasında tam bir denge oluşur

bir birim hacimdeki durağan ve hareketli evrelerde dağılan çözünenin buhar kütleleri arasındaki oranı dağılım katsayısı denir

Kolona katılan çözünen kolonu çözünen-hareketli evre çiftinin ayırt edici çözünen bir özelliği olan K katsayısına bağlı olarak belli bir zaman diriminde kat eder

Nitekim farklı dagılım kat sayıları olan ve kromatoğrafi kolonunun başından aynı anda karışıma katılan değişik çözünenler kolonu farklı sürelerde kat eder ve böylece şu ya da bu oranda ayrılırlar; çıkışa ayarlanmış uygun bir algılayıcı yerleştirildiğinde bileşenlerin hem tanınması sağlanır hemde nicelikleri belirlenir

Çözünenin bir kolonu kat etmesi için gerekli olan süreye tutulma süresi denir

Durağan evrelerin sınıflandırılması çeşitli çözünenlerin kutupluğuna bağlı olarak yapılır; bu da kromatogafik olarak ayrılacak bileşenlere göre durağan evreninin uygun bir seçimini gerektirir

Maddeleri algılama sorunu son derece önemlidir ayrıca algılama her özgül duruma uyarlananbilmelidir

Pek çok durumda asıl ısı iletkenlik özelliği olan bir alğılayıcı(karometre) kullanılır; bu aygıt metal bir telin elektiriksel direncinin sıcaklıkla değişmesi ilkesine bağlı olarak çalışır

İçinde bir gazın çalıştırıldığı bir borunun eksenine göre yerleştirilen bu telin denge sıcaklıgı gazın ısıl iletkenliğine dolayısıyla türüne bir karışım söz konusu olduğunda da bileşimine göre değişir

Kolondan çıkan gaz her zaman temel olarak genellikle düşük oranda çözülmüş bir gazın karıştırıldığı taşıyıcı bir gazdan oluşur

Taşıyıcı gazlar her ikiside görece iyi ısı iletkeni sayılan helyum ya da hidrojendir

Bu gazlarda çözünmüş bir gazın bulunması ısıl iletkenliklerinin azalması dolayısıyla flamanın denge sıcaklığının yükselmesi ve elektriksel dirençinin artması biçiminde kendisini gösterir

Bu ilkeden yola çıkarak gaz bileşimin cok az oranda değişmesi halinde bile duyarlı olan hücreler yapılabilir

Böylece 0

1 ppm düzeyideki (milyonda bir) bir duyarlılık bile algılanabilir

Yoğunluk yanma ısısı manyetik mıknatıslanırlık vb

nin ölçümüne dayalı diger gaz algılayıcıları da doğal olarak kullanılır

Aşırı duyarlı ama özgür olan algılayıcılar iyonlaşmış gazların özellikklerine dayanır; iyonlar yüksek sıcaklıklarda (iyonlaştırmalı algılayıcı) ya da ışınımlarla uyarılan atomların çarpışması sonunda (elektron kapılmalı algılayıcı elde edelir)
Pelte geçirimli kromatografi: Pelte geçirimli kromatografiye kimi zaman pelte üzerinde süzme de denir

Pelte geçirimli kromatografi sentetik polimlerde olduğu kadar biyolojik ürünler alanında da önemli bir gelişme göstermiştir

Bu yöntemde moleküllerağlaşık ya da şişkin bir polimler peltesinin gözeneklerinden geçebilme özelliklerine bağlı olarak boylarına gaöre ayrılır

Farklı boylarda moleküllerden oluşan bir çözelti bu tür pelteden geçirilmek istendiğinde irilikleri belli bir boyutun altında olanlar gözeneklere girer ve kolondan geçişleri böylece gecikir; buna karşılık diger moleküller polimer tanelerini ayıran ayalıklardan çözücüyle birlikte sürüklenerek akıp gider

Böylece moleküller en irilerinin en önce çıkması yoluyla boylarına da başka bir deyişle kütlelerine göre ayrılır

10-09-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Kromatografi,Kromatografi Hakkında Bir karışımın bileşenlerini bunlara seçimsel ilgi gösteren iki ya da daha çok evreden oluşmuş sistemler arasında farklı göçlerine bakarak tanımak gerektiğinde niceliklerini belirlemek amacıyla yapılan ve ayırma işlemine dayanan analitik yöntemdir Kromatografi terimi başlangıçta örneğin bitkisel pigmentlerde olduğu gibi cisimleri renklerine göre ayırma işleminden kaynaklandı ama zamanla uygulama alanı oldukça genişlediKromatografi günümüzde son derece duyarlı ve etkin bir ayırma yöntemi olarak kabul edilmektedir Duruma göre iki temel mekanizma uygulanır; Bileşikler ya iki sıvı evre arasında paylaşılır(bu durumda dağılım ya da paylaşım kromatografisinden söz edilir) Hareket halindeki bileşikler durağan katı bir evre yüzeyine bağlanır(bağlar yüzeysel ve fiziksel bir nitelik taşıdığında yüzde tutma kromatografisinden[tersinir bağ bileşiğin bütünlüğünün korunması] buna karşılık harerketli ve yüzde tutulan bileşikler arasında gerçek kimyasal bağlar oluştuğunda iyon değişimi kromatografisinden söz edilir) Yüzde tutma kromatografisi 'nde uygun biçimde seçilen bir katının bir karışımın çeşitli bileşnlerine göre gösterdiği yüzde tutma farkından yararlanırKatının yüzünde tutamadığı bir çözücü içinde çözünen bu karışım dikey kolona toz biçiminde konan yüzde tutucu bir maddenin içinden geçirilirBu sırada yüzde tutulan maddenin farkından dolayı bir ayrılma olurÇünkü karışımdaki bir bileşen ne kadar az bir kuvvetle yüzde tutulursa o kadar aşağıda bağlanırBu şekilde elde edilen bir kromatogram çoğu kez kolon böğümlenerek tüm bileşenlerin ayrılmasını sağlayacak biçide yürütülür; ama ayırma genellikle seçme yoluyla yapılırYukarıdan kolonun tepesinden dökülen uygun seçilmiş bir çözücü(se-çen) karışımın bileşenlerini çözerek aşağıya doğru sürüklerKromatogram kolonun tabanına doğru düzleşir yeterli oranda seçen katılırsa karışımın bileşenleri kolon dibinde seçen içinde çözelti halinde yeniden kazanılır Yüzde tutma katıları alüminyum kalsiyum karbonat magnezya kömür nişasta selülöz vb olmak üzere çok çeşitlidirYüzde tutma katısının seçiminde her özel durum için ayrı özen gösterilir ve genellikle yüzde tutulacak ürünü türüne göre saptanırhayvansal yada bitkisel proteinlerin hidrolizi sonunda oluşan aminoasitlerin ayrılması iyonsal yüzde tutma kromatografisi'yle gerçeleştirilirBu amaçla karışım sülfonlu polistiren reçinesi ben- zeri -SO H(-SO H )gibi pek çok asit grubu içeren ve makro moleküllü sentetik bir bileşik olan katyon değiştirici bir reçine üzerinden geçirilirAminoasitin geçişi sırasında kimi PH sınırlarında R-NH katyonları durumunda bulunanlare reçine tarafından tutulurken H iyo- nu çözeltiye geçer(katyon değiştiricisi)Bağlanma aminoasitin türüne göre az yada çok kuvvetlidir; bu nedenle alkali bir çözeltiyle yapılan bir seçme sonucu bir ayrılma sağlanır Bir doğal su önce anyon ve daha sonra da katyon değiştirici reçineler üzerinden geçirilerek bileşiminde çözünmüş olarak bulunan mineral tuzlarından arındırılır(yumuşatma)Bu reçineler dolgunluğa ulaştığında kolayca yenileştirilir Dağılım kromatografisi: Birbiriyle temas halinde bulunanancak karışmayan iki sıvı evre halinde ayrılacak karışımın bileşenlerinin gösterdiği çözünürlük farkından yararlanılarak yapılır Bu nedenle bir maddenin bir çözücüyle özütlenmesine benzer Bu yöntemde sıvılardan biri hareketlidir ve ayrılacak karışımın çözücüsünü oluşturur diğeri durağandır kromatografi kolonunda yanlız taşıyıcı işlevi görev gözenekli bir katıda tutulur Ayrılacak karışım kolondan gecirildiginde çözeltide bulunan bileşenler iki çözücü arasında paylaşılır Eşit hacimdeki durağan ve hareketli sıvı içindeki bileşenlerin kütlelerinin birbirine oranı olan dagılım katsayısı bileşenlere göre değişir bu da belli bir ayrılmaya yol açar Dagılım katsayısı en yüksek olan bileşen daha kolonun başında tutulurken diğerleri giderek küçülen dağılım katsayılarına göre sıralanır Burada da ayırma bölümsen bir seçmeyle yapılır Görece daha büyük nicelikleri ayırmada kullanılan kolon yerine gözenikli katı taşıyıcı olarak özel bir süzgeç kağıdı kullanılabilir Bu amaçla dikey olarak yerleştirilen kağıda hareketli bir sıvı (su) emdirilir Ayırma işleminden geçirilecek çözelti genellikle organik bir sıvı içinde hareketli bir sıvı olarak ya üsten dökülür ya da alttan verilir Üstten döküldüğünde gelişme yerçekimiyle alttan verildiginde kılcallıkla sağlanır Bu yolla elde edilen kromatoğrafi ikinci bir işlemle tamamlanır; bu işlem kağıdın dik bir doğrultuda 90 derece döndürülmesine uygun seçici bir maddeyle yukarıdan yada aşağıdan yıkanmasına dayanır Buna iki boyutlu kağıt kromatografisi denir Gaz evreli kromatografi: Uçucu bir sıvıda ya da bir gaz karışımdaki bileşenleri ayırmak için bu karışım taşıyıcı (ya da vektör) bir gaz işlevi gören hidrojen helyum azot karbondioksit vb gibi bir başka gaz içinde seyreltilir Hareketli evre olarak adlandırılan bu karışım hareketsiz yada durağan evreyi oluşturan bir malzemeye ya da etki kömür gibi bir katı ya da çogunlukla dövünmüş bir tugla gibi eylemsiz katı taşıyıcıya emdirilmiş az uçucu bir sıvıyla dolu uzun bir kolon üzerine gönderilir Soğurucu katı bir madde olduğunda dağım kolonundan söz edilir Buhar evrede kolon başından herhangi bir çözünen madde gönderildiğinde çözünen maddenin hareketsiz evre tarafından tutulan bölünme ile hareketli evrede bulunan bölümü arasında kolonun her noktasında tam bir denge oluşur bir birim hacimdeki durağan ve hareketli evrelerde dağılan çözünenin buhar kütleleri arasındaki oranı dağılım katsayısı denir Kolona katılan çözünen kolonu çözünen-hareketli evre çiftinin ayırt edici çözünen bir özelliği olan K katsayısına bağlı olarak belli bir zaman diriminde kat eder Nitekim farklı dagılım kat sayıları olan ve kromatoğrafi kolonunun başından aynı anda karışıma katılan değişik çözünenler kolonu farklı sürelerde kat eder ve böylece şu ya da bu oranda ayrılırlar; çıkışa ayarlanmış uygun bir algılayıcı yerleştirildiğinde bileşenlerin hem tanınması sağlanır hemde nicelikleri belirlenir Çözünenin bir kolonu kat etmesi için gerekli olan süreye tutulma süresi denirDurağan evrelerin sınıflandırılması çeşitli çözünenlerin kutupluğuna bağlı olarak yapılır; bu da kromatogafik olarak ayrılacak bileşenlere göre durağan evreninin uygun bir seçimini gerektirir Maddeleri algılama sorunu son derece önemlidir ayrıca algılama her özgül duruma uyarlananbilmelidir Pek çok durumda asıl ısı iletkenlik özelliği olan bir alğılayıcı(karometre) kullanılır; bu aygıt metal bir telin elektiriksel direncinin sıcaklıkla değişmesi ilkesine bağlı olarak çalışır İçinde bir gazın çalıştırıldığı bir borunun eksenine göre yerleştirilen bu telin denge sıcaklıgı gazın ısıl iletkenliğine dolayısıyla türüne bir karışım söz konusu olduğunda da bileşimine göre değişir Kolondan çıkan gaz her zaman temel olarak genellikle düşük oranda çözülmüş bir gazın karıştırıldığı taşıyıcı bir gazdan oluşur Taşıyıcı gazlar her ikiside görece iyi ısı iletkeni sayılan helyum ya da hidrojendir Bu gazlarda çözünmüş bir gazın bulunması ısıl iletkenliklerinin azalması dolayısıyla flamanın denge sıcaklığının yükselmesi ve elektriksel dirençinin artması biçiminde kendisini gösterir Bu ilkeden yola çıkarak gaz bileşimin cok az oranda değişmesi halinde bile duyarlı olan hücreler yapılabilir Böylece 01 ppm düzeyideki (milyonda bir) bir duyarlılık bile algılanabilir Yoğunluk yanma ısısı manyetik mıknatıslanırlık vb nin ölçümüne dayalı diger gaz algılayıcıları da doğal olarak kullanılır Aşırı duyarlı ama özgür olan algılayıcılar iyonlaşmış gazların özellikklerine dayanır; iyonlar yüksek sıcaklıklarda (iyonlaştırmalı algılayıcı) ya da ışınımlarla uyarılan atomların çarpışması sonunda (elektron kapılmalı algılayıcı elde edelir) Pelte geçirimli kromatografi: Pelte geçirimli kromatografiye kimi zaman pelte üzerinde süzme de denir Pelte geçirimli kromatografi sentetik polimlerde olduğu kadar biyolojik ürünler alanında da önemli bir gelişme göstermiştir Bu yöntemde moleküllerağlaşık ya da şişkin bir polimler peltesinin gözeneklerinden geçebilme özelliklerine bağlı olarak boylarına gaöre ayrılır Farklı boylarda moleküllerden oluşan bir çözelti bu tür pelteden geçirilmek istendiğinde irilikleri belli bir boyutun altında olanlar gözeneklere girer ve kolondan geçişleri böylece gecikir; buna karşılık diger moleküller polimer tanelerini ayıran ayalıklardan çözücüyle birlikte sürüklenerek akıp gider Böylece moleküller en irilerinin en önce çıkması yoluyla boylarına da başka bir deyişle kütlelerine göre ayrılır