La cromatografia è una tecnica analitica che consente di separare le componenti di una miscela omogenea (liquida o gassosa) sfruttando la diversa affinità delle molecole o degli ioni di due diverse fasi:
- la fase fissa, chiamata anche fase stazionaria perché viene immobilizzata.
- la fase mobile, chiamata anche eluente, che viene fatta scorrere in modo continuo nella fase stazionaria.
L’inventore della cromatografia fu il botanico italo-russo M.S. Tswett, il quale ipotizzo che la separazione cromatografica dipendeva dal diverso grado di adsorbimento di ciascuna sostanza nella fase stazionaria: le sostanze più affini alla fase stazionaria spostano quelle meno affini ad essa.
Attualmente la separazione è dovuta alla diversa affinità delle sostanze verso le due fasi: più una sostanza è affine alla fase stazionaria, più a lungo è trattenuta e il suo scorrimento viene rallentato.
La maggior parte delle tecniche cromatografiche si ispirano ad un unico esperimento fondamentale, quello di Tswett:
- Si impacca in una colonna la fase stazionaria;
- La miscela da separare viene depositata in testa alla colonna che poi deve essere riempita con la fase mobile in modo tale che tutta la colonna sia piena;
- Si aggiunge in modo continuo la fase mobile, affinché, scorrendo attraverso la fase stazionaria, trascini con sé i diversi componenti della miscela in base alle diverse affinità con le due fasi;
- Si raccolgono le frazioni di volume noto in una serie di recipienti;
- Al termine della separazione cromatografica si avranno le componenti della miscela in diversi contenitori e si può tracciare un istogramma in cui sull’ordinata compare la massa e sulle ascisse il volume di ritenzione (VR). Il volume di ritenzione è il volume necessario per far uscire completamente tutti i componenti della miscela.
La massa o concentrazione la si può ottenere pesando i recipienti dopo aver fatto evaporare l’eluente, oppure tramite un esame in assorbimento, se le sostanze colorano la soluzione.
Le sostanze della miscela sono coinvolte, durante l’eluizione, in un processo dinamico di trasferimento in cui c’è un equilibrio fisico tra la fase fissa e la fase mobile. Questo meccanismo di estrazione-trascinamento-estrazione, consente la separazione delle sostanze secondo l’affinità di ciascuna per le due fasi.
Le interazioni coinvolte tra la sostanza da separare e le due fasi sono per lo più interazioni deboli (legami a idrogeno, dipolo-dipolo, dipolo-dipolo indotto e forze di Van der Waals). In tutte queste interazioni la polarità delle due fasi svolge un ruolo decisivo.
Immagine: “Cromatografia su colonna” di Alexiots A. Zlatich – Opera propria.
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