크로마토그래피

크로마토그래피

♦ 실험일자 :

♦ 실험목표 : 혼합물을 각각의 성분으로 분리하는 여러 방법 중에서 정밀화학 산업의 연구과정에서 가장 널리 사용되는 얇은 층 크로마토그래피(Thin Layer Chromatograhy, TLC)를 이용해서 분리하는 방법을 배우고 정상 크로마토그래피 TLC에서 이동상의 조성과 Rf값의 상관관계를 이해한다.

 

♦ Key word : 분배, 극성, 전기음성도, 분리, 크로마토그래피

 

- 흡착크로마토그래피: 화합물이 고체표면에 흡착되는 정도의 차이를 이용

- 겔투과 크로마토그래피: 작은 분자가 교대로 결합된 겔의 틈새를 잘 침투하는 효과를 이용

- 이온교환 크로마토그래피: 주어진 pH에서 화합물이 해리해서 생긴 이온의 전하 차이를 이용

- 분배 크로마토그래피: 물질마다 용매에 녹는 정도(분배계수)가 다른 점을 이용

 

석유에터(Petroleum ether)를 혼합한 용액에 분자의 극성이 다른 설탕, 아세트산, 식용유를 넣고 흔들어준 후 두 층으로 갈라지게 하면 극성이 큰 설탕은 대부분 극성이 큰 물에 녹아있고, 극성이 작은 식용유는 극성이 작은 석유에터에 녹아있게 된다. 물보다 극성이 작은 아세트산은 물과 석유에터층에 비슷하게 분배된다. 그림과 같이 고체 표면에 얇은 액체의 막을 입힌 정지상 사이로 극성이 다른 용액(이동상)을 흘려주면서 두 액체 사이에 물질의 분배가 일어나도록 하는 경우를 액체-액체 분배크로마토그래피라고 하고, 기체를 이동상으로 이용하는 경우 기체-액체 분배 크로마토그래피라고 한다. 이 실험에서는 실리카겔의 얇은 막을 알루미늄이나 플라스틱 판에 입린 정지상을 사용하는 얇은층 크로마토그래피(TLC)를 이용해서 색소를 분리한다. TLC에서의 이동상은 보통 전개제라고 부르며, 뷰탄올, 아세트산, 암모니아처럼 물보다 극성이 작은 화합물의 혼합 용액이 많이 사용된다. 모세관 현상으로 전개제가 TLC판 위쪽으로 전개될 때 시료분자들도 함께 퍼지게 되는데, 시료분자들이 정지상에서 노출된 실리카겔의 실란올기와 이동상 사이에 분배되는 계수가 다르기 때문에 전개제가 위쪽으로 올라가면서 시료분자들이 분리된다. 각 시료가 움직인 거리와 용매가 움직인 위치(용매선)까지의 거리의 비를 Rf값이라 하며 이 값은 화합물과 사용하는 전개제의 종류에 따라 독특한 값을 나타내기 때문에 물질의 확인에 매우 유용하다.

 

전개제 이동거리 = a 용질이동거리 = b Rf= b/a

♦ 실험기구 및 시약

TLC Chamber 시료 A ( )

모세관 시료 B ( )

TLC 판 미지시료

자 , 핀셋 이동상(전개제)

UV lamp

 

♦ 실험방법

1) 시료 A, 시료 B, 미지시료의 묽은 용액을 모세관에 묻혀서 TLC판 바닥에서 약 0.7 cm 위치에 약 0.5 cm 간격으로 일렬로 찍어서 반점을 만들고 말린다.

2) TLC Chamber에 이동상(전개제)을 약 0.3cm 정도의 높이가 되도록 투입하고 앞에서 반점을 찍

어 말린 TLC판을 넣고 전개를 시작한다. 이때 반점이 전개제에 잠기지 말아야하며 TLC

Chamber의 뚜껑을 닫아 전개제의 증발을 막아야 한다.

3) 전개가 TLC판의 위쪽 끝에서 0.3cm 정도 떨어진 곳까지(용매선) 도달하면 TLC판을 꺼내서 말

린 다음 UV lamp를 이용하여 관찰하며 Rf값을 측정한다. 시료 A, B의 Rf 값을 구하고 미지 시료

에는 A, B중 어느 시료가 더 많이 존재하는지 확인한다.

4) 전개제를 다르게 하여 위와 같은 실험을 반복하고 전개제 1과 2에서의 색소의 Rf 값을 비교한다.

 

♦ 실험결과

 

전개제 1 ( ) 전개제 2 ( )

 

색소 A Rf = 색소 A Rf =

색소 B Rf = 색소 B Rf =

 

TLC TLC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

♦ 분석 및 토의