cromatografia - sapienza università di roma .02/10/2017 1 cromatografia 1 il termine cromatografia

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CromatografiaCromatografia

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Il termine cromatografia indica un insieme di tecniche chehanno lo scopo di separare una miscela nei suoi componenti,per permetterne il riconoscimento qualitativo e quantitativo

Queste tecniche sono basate sulla distribuzione differenzialedei vari componenti fra due fasi, una chiamata fase fissa ofase stazionaria e laltra chiamata fase mobile o eluente, chefluisce in continuo attraverso la fase fissa

Le tecniche sono molto utilizzate in campo ambientale,biologico, farmaceutico, ecc., essendo particolarmente utilinellanalisi di miscele complesse come sono la maggior partedei campioni di natura organica

La separazione dei componenti di una miscela si ottiene in seguito alle

interazioni chimiche o fisiche che avvengono tra le molecole disciolte nella fase

mobile e la fase stazionaria: queste interazioni possono avvenire con la

superficie adsorbente del supporto solido, o con un liquido che ricopre il

supporto in modo omogeneo o ancora con molecole ad esso legate in maniera

covalente.

Dal momento che i diversi componenti della miscela da separare interagiscono

in maniera differente con la fase stazionaria se la fase mobile un gas, con la

fase stazionaria e la fase mobile, se la fase mobile un liquido, si muovono

lungo la colonna cromatografica con velocit diverse: i composti che sono pi

affini alla fase stazionaria si muovono in media pi lentamente di quelli che

sono pi affini alla fase mobile.

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Unesperienza comune di cromatografia

Cromatografia su strato sottile cromatogrfia su carta

1898-1903 D. Trebot Day, geologo americano, separ alcuni idrocarburi utilizzando colonne di farinafossile.

1903-1906 M. Tswett, botanico russo, separ una serie di pigmenti colorati presenti in un estratto difoglie verdi utilizzando CaCO3 ed etere di petrolio; coni anche il nome cromatografia che significa

"scrittura mediante il colore".

1930-1931 R. Kuhn e E. Lederer utilizzarono la cromatografia per la separazione di carotenoidi exantofille.

1938 N.A. Izmailov e M.S.Shaiber descrissero per la prima volta la cromatografia su strato sottile

1941 A.J.P. Martin e R.L.M. Synge presentarono il primo lavoro sulla cromatografia di ripartizione. Essiintrodussero la teoria dei piatti basata su di un'analogia con la teoria della distillazione e dell'estrazione

controcorrente.

1952 A.J.P. Martin e R.L.M. Synge ebbero il premio Nobel per la chimica per lo sviluppo dellacromatografia di ripartizione. Nello stesso anno, in collaborazione con A.T.James realizza la cromatografiagas-liquido.

1956 J.J.van Deemter svilupp la teoria della separazione cromatografica.

1958 E.Stahl mise a punto la tecnica della cromatografia su strato sottile.

1966 Inizia lo sviluppo della moderna tecnica della cromatografia in fase liquida ad alta prestazione.

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La Nascita della CromatografiaLa Nascita della Cromatografia

Scrive Tswett nel 1906:

Se una soluzione di clorofilla in etere di petrolio filtrata attraverso una colonna di adsorbente io

utilizzo soprattutto carbonato di calcio, accuratamente pressato, all'interno di uno stretto tubo di vetro

allora i pigmenti, si separano, secondo la sequenza di adsorbimento, dall'alto in basso, in molte zone

colorate [] Proprio come i raggi di luce nello spettro, i diversi componenti della miscela appaiono

separati, sulla colonna di carbonato di calcio, secondo una legge e possono essere misurati sia in modo

qualitativo che quantitativo. Io chiamo questa preparazione cromatogramma ed il metodo

corrispondente lo chiamo metodo cromatografico. Ovviamente i fenomeni di adsorbimento fin qui

descritti non sono ristretti ai soli pigmenti della clorofilla ed lecito presumere che tutti i composti

chimici, sia colorati che incolori, siano soggetti alle stesse leggi.

Mikhail S. Tsvett

(18721919)

La nascita della cromatografia si deve al botanico russo Mikhail Semenovich Tswett,

che per primo la utilizz nel 1903 per separare i pigmenti naturali contenuti in

estratti vegetali.

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Nellesperimento di Tswett, la fase stazionaria era carbonato di calcio mentre la fase

mobile o eluente era etere di petrolio, un solvente organico composto da idrocarburi a

basso punto di ebollizione. I composti da separare sono introdotti nella fase mobile e si

ripartiscono lungo la colonna cromatografica in funzione della loro affinit relativa per la

fase mobile e per la fase stazionaria.

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La cromatografia nata dunque allinizio del XX secolo

come tecnica per la separazione di pigmenti fogliari, ma

gi il suo inventore era consapevole delle sue potenzialit

applicative

TswettTswett chiamchiam questaquesta tecnicatecnica cromatografiacromatografia daldal

grecogreco scritturascrittura deldel colorecolore o,o, vistovisto ilil significatosignificato deldel suosuo

cognomecognome inin russorusso,, scritturascrittura didi TswettTswett

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Richard Kuhn (1900-1967) Edgar Lederer (1908-1988)

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Twsett era uno spirito inquieto e mobile, in quanto rimangono tracce di suoi soggiorni - spesso con collaborazioni scientifiche - in universit tedesche, olandesi, belghe e francesi. Nel 1910 era apparsa una sua importante opera, intitolata "Cromofille dei regni vegetale e animale", in cui erano descritte dettagliatamente le tecniche sperimentali , scritto per in russo. Il chimico tedesco Willsttter si era fatto tradurre per uso privato il libro di Twsett e questa traduzione era poi passata nelle mani del suo allievo Kuhn. Nel 1930, ad appena 22 anni, Edgard Lederer era giunto per il suo lavoro di postdottorato sui pigmenti della carota ad Heidelberg nel laboratorio diretto da Kuhn , messo sulla strada giusta dalla lettura di un libro sui carotenoidi dell'americano L.S. Palmer, edito nel 1922, dove si faceva riferimento al volume di Twsett.

La scienza spesso

influenzata da

avvenimenti casuali: Sorprendentemente, nel 1930

Lederer venne in possesso

della 'traduzione privata del

libro di Tswett e cos riprese il

cammino della cromatografia.

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Archer Martin (1910-2002) Richard Synge (1914-1994)

The Nobel Prize in Chemistry 1952 was awarded jointly to Archer John Porter Martin and Richard Laurence Millington Synge

"for their invention of partition chromatography"

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LONGITUDINAL DIFFUSION AND RESISTANCE TO MASSTRANSFER AS CAUSES OF NONIDEALITY IN

CHROMATOGRAPHYJ. J. VAN DEEMTER, F. J. ZUIDERWEG

Koninklijke/Shell-Laboratorium, Amsterdam (N.V. De Bataafsche Petroleum

Maatschappij)

and

A. KLINKENBERG

N. V. De Bataafsche Petroleum Maatschappij, The Hague

(Received 1 February 1956)

Chem. Engng Sci. 5, 271-289, 1956.

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Giddings ha elaborato in maniera esaustiva la teoria dinamica della cromatografia

13J. Calvin Giddings (1930-1996)

R.A. Dewar (1908-1981) I.G. McWilliam (1933) V. Pretorius (1928-1989)

Il rivelatore a ionizzazione di fiamma fu inventato nel 1957 indipendentemente da due gruppi di ricercatori in Australia e Sud Africa

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-James Lovelock (1919,

England), ambientalista e

scienziato, nel 1957 inventa il

rivelatore a cattura di elettroni

Lovelock ritratto nel 2005

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Nel 1957 M.J.E. Golay realizza le colonne capillari di vetro e ne sviluppa la teoria

Marcel Jules Edouard Golay

1902 1989

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Silice chimicamente legata

1970 oggi

New chromatographic

packings for gas and

liquid chromatography

have been prepared

with chemically-

bonded organic

stationary phases

These new column

packings have non-

extractable, thermally

and hydrolytically

stable, organic coating

J.J. Kirkland1925

Uwe Neuer1948-2010

Capillary high performance liquid chromatogrphy

Ultra high performance liquid chromatogrphy

James W. Jorgenson

The 1.5-m particles were obtained and packed into

30-m-i.d. fused-silica capillary columns up to

50 cm in length.

The particles were evaluated by isocratic reversed-phase UHPLC at pressures up to

4500 bar

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Basi del procedimento cromatograficoBasi del procedimento cromatograficoIl campione introdotto nella fase mobile, che pu essere un gas, un

liquido o un fluido supercritico.

La fase mobile, eluente*, viene fatta percolare in continuo attraverso la

fase stazionaria, che deve essere immiscibile nelleluente.

La fase stazionaria (liquida o solida) si trova allinterno di una colonna

oppure supportata su una superficie piana.

La fase mobile e la fase stazionaria sono scelte in modo che i componenti

della miscela da separare si distribuiscano tra le due fasi

i componenti pi affini alla fase stazionaria passeranno pi tempo in

questa fase, quindi si sposteranno pi lentamente attraverso il sistema

i componenti pi affini alla fase mobile si sposteranno invece pi

velocemente

La separazione dei componenti avviene in quanto ogni sostanza ha una

distribuzione caratteristica tra le due fasi (costante di distribuzione

Kd=Cs/Cm)

*Eluire: In chimica, riportare in soluzione, con opportuno solvente, le sostanze adso