La cromatografia: una metodologia analitica per la separazione dei componenti di una miscela

Storia e Principi Fondamentali della Cromatografia

La cromatografia è una metodologia analitica impiegata per la separazione dei componenti di una miscela, basata sulla loro distribuzione differenziale tra due fasi: una stazionaria e una mobile. Sebbene le prime osservazioni relative alla separazione dei colori possano essere fatte risalire all'antico Egitto, è con il botanico russo Michael Tswett che, nel 1906, si assiste alla nascita della cromatografia moderna. Tswett utilizzò colonne riempite con carbonato di calcio per separare i pigmenti clorofilliani, osservando che ciascun pigmento si muoveva a una velocità diversa a seconda della sua affinità per la fase stazionaria solida o per la fase mobile liquida. Questo principio è alla base di tutte le tecniche cromatografiche, che si differenziano per il tipo di fase stazionaria e mobile utilizzate, nonché per il meccanismo di separazione specifico.

Classificazione e Metodologie della Cromatografia

Esistono diverse tecniche cromatografiche, classificate in base al meccanismo di separazione e alla natura delle fasi impiegate. La cromatografia di adsorbimento sfrutta l'adsorbimento selettivo dei componenti su un solido, come la silice o l'allumina, con un solvente che agisce come fase mobile. La cromatografia di ripartizione si basa su una fase stazionaria liquida immobilizzata su un supporto solido, dove la separazione avviene per differenze di solubilità dei componenti nella fase liquida. La cromatografia per esclusione molecolare, o filtrazione su gel, separa le molecole in base al loro ingombro sterico, utilizzando una matrice porosa che esclude le molecole più grandi. Altre tecniche includono la cromatografia a scambio ionico, che separa le sostanze in base alla loro carica, e la cromatografia a fase inversa, che utilizza una fase stazionaria non polare e una fase mobile polare.

Cromatografia su Colonna: Procedura e Considerazioni

La cromatografia su colonna è una tecnica versatile che può essere utilizzata sia per l'adsorbimento che per la ripartizione. La scelta della fase mobile è cruciale, poiché deve essere in grado di solubilizzare i componenti della miscela e promuovere una separazione efficace. La colonna viene preparata impaccando la fase stazionaria, che deve essere proporzionata alla quantità del campione da analizzare. Il campione viene poi applicato in cima alla colonna e eluito con la fase mobile. La separazione dei componenti avviene lungo la colonna e le frazioni raccolte vengono analizzate per identificare i composti presenti. La scelta del solvente, la velocità di flusso e la temperatura sono parametri che influenzano l'efficienza della separazione.

Cromatografia su Strato Sottile e su Carta: Tecniche e Sviluppo

La cromatografia su strato sottile (TLC) e su carta sono tecniche analitiche semplici e rapide, utilizzate per la separazione di piccole quantità di sostanze. In entrambe le tecniche, la fase stazionaria è rappresentata da un materiale solido (gel di silice, allumina o carta) su cui viene applicato il campione. La fase mobile, un solvente o una miscela di solventi, si muove per capillarità attraverso la fase stazionaria, trascinando con sé i componenti della miscela. La separazione avviene in base all'adsorbimento differenziale o alla solubilità dei componenti. Il rapporto di migrazione, o fattore Rf, è una misura quantitativa della separazione e viene calcolato come il rapporto tra la distanza percorsa dal soluto e quella percorsa dal fronte del solvente. La TLC è particolarmente utile per l'analisi preliminare di campioni, la verifica della purezza e il monitoraggio delle reazioni chimiche.

Sviluppo Pratico del Cromatogramma su Strato Sottile

La cromatografia su strato sottile è una tecnica di analisi rapida e di facile esecuzione. La preparazione inizia con la scelta della lastrina pre-ricoperta di adsorbente, come il gel di silice, e la definizione della camera di sviluppo. Il campione viene applicato sulla lastrina in punti ben definiti per evitare la sovrapposizione delle macchie. La lastrina viene poi introdotta nella camera di sviluppo, che contiene il solvente scelto. Dopo lo sviluppo, le macchie separate vengono visualizzate e analizzate per determinare la composizione della miscela. Questa tecnica è apprezzata per la sua efficienza, il basso consumo di reagenti e la riduzione dell'impatto ambientale rispetto ad altre metodologie cromatografiche.