11.9 : Kieselgelchromatographie: Übersicht

Die Säulenchromatographie ist eine Technik zur Trennung von Verbindungen unter Verwendung einer mit Kieselgel gefüllten Säule als stationäre Phase. Diese Methode basiert auf Unterschieden in der Polarität von Verbindungen. Basierend auf ihrer Polarität bewegen sich Verbindungen zwischen der stationären Phase (Kieselgel) und der mobilen Phase (dem Lösungsmittel) und bilden diskrete Bänder in der Säule.

Polare Komponenten neigen dazu, sich stark an das Kieselgel zu binden, wodurch sie sich langsam durch die Säule bewegen. Im Gegensatz dazu binden unpolare Verbindungen schwach an das Kieselgel und bewegen sich oft schnell, da sie eine größere Affinität zur mobilen Phase haben.

Der Retardationsfaktor (R) quantifiziert, wie viel einer Verbindung in einer mobilen Phase im Vergleich zur Gesamtmenge der Verbindung in der mobilen und stationären Phase vorhanden ist. Mathematisch ist R definiert als die Distanz, die eine Substanz vom ursprünglichen Probenpunkt zurückgelegt hat, geteilt durch die Distanz, die die mobile Phase zurückgelegt hat. Dieses Verhältnis hilft zu bestimmen, wie gut die Komponenten mit der stationären gegenüber der mobilen Phase interagieren.

Unter denselben Bedingungen entspricht R dem bei der Dünnschichtchromatographie (TLC) beobachteten R_f-Wert. Um R zu bestimmen, führen Wissenschaftler häufig TLC durch, um die Polaritäten der vorhandenen Verbindungen zu bewerten.

Der Retentionsfaktor k ist ein weiteres wichtiges Konzept in der Chromatographie. Er gibt an, wie lange eine Probe im Vergleich zur mobilen Phase in der stationären Phase verbleibt. Mathematisch kann er als Verhältnis zwischen dem angepassten Retentionsvolumen und dem Hold-up-Retentionsvolumen oder als Verhältnis zwischen der angepassten Retentionszeit und der Hold-up-Retentionszeit ausgedrückt werden.

Das angepasste Retentionsvolumen ist die Differenz zwischen dem Gesamtretentionsvolumen und dem Hold-up-Retentionsvolumen. Das Hold-up-Retentionsvolumen ist definiert als das Volumen der mobilen Phase, das erforderlich ist, um die Verbindung vollständig aus der Säule zu eluieren.

Wenn die Verteilungskonstante unabhängig von der Konzentration der Verbindung ist, ist der Retentionsfaktor das Verhältnis der Menge der Verbindung in der stationären Phase zur Menge der Verbindung in der mobilen Phase.

Wenn der Anteil der Verbindung in der mobilen Phase als R betrachtet wird, dann ist 1−R der Anteil der Verbindung in der stationären Phase.