ADSORBENTE
La cromatografia di adsorbimentopuò
effettuarsi su una colonna
oppure su uno strato
sottile. La cromatografia di
adsorbimento su colonna si effettua a secondo dei casi con uno dei tre metodi più
noti, e cioè per eluizione semplice, a stadi, o a gradiente di potere eluente.
In alcuni casi si impiegano utilmente colonne a segmenti separabili che, in
particolare per le sostanze che presentano isoterme di adsorbimento non lineare,
permettono di ridurre le dissimmetrie del diagramma di eluizione delle singole
sostanze e di migliorarne la separazione.Un
buon adsorbente deve manifestare una capacità di adsorbimento
abbastanza elevata nei confronti di un numero elevato di sostanze, affinché non
si riscontrino fenomeni di saturazione. Il suo potere adsorbente, inoltre, deve
essere ben riproducibile e deve essere possibile modificarlo al livello
desiderato, mediante operazioni assai semplici di attivazione o di
disattivazione. La scelta del materiale adsorbente più adatto per una
determinata cromatografia si effettua, in genere, attraverso saggi preliminari
che consentono di valutarne la capacità d'adsorbimento nei confronti delle
sostanze che si vogliono analizzare. L'attività di un adsorbente può venire
definita dalla quantità di calore che esso svolge quando lo si pone a contatto
con un determinato solvente. Quando si aumenta la quantità d'acqua fissata su
un determinato adsorbente, la sua attività decresce: a parità d'ogni altra
condizione, il potere adsorbente dipende, cioè, dalla quantità di acqua libera
fissata sull'adsorbente, vale a dire dell'acqua che, a differenza di quella di
costituzione degli adsorbenti che ne contengono, può venire eliminata
reversibilmente per riscaldamento senza che la struttura dell'adsorbente stesso
ne risulti modificata.
I solventi impiegati come eluenti nella cromatografia di adsorbimento sono molto
numerosi e di struttura disparata. Si è tentato di valutare il potere eluente
dei diversi solventi, o quantomeno di costruire per essi una graduatoria di
attività analoga a quella dei materiali adsorbenti, basandosi su proprietà
fisiche che sono in rapporto con i fenomeni di adsorbimento o sul confronto
dell'effetto termico o su quello delle costanti dielettriche dei solventi.
Per spiegare meglio la cromatografia per
adsorbimento è opportuno descrivere un'esperienza.Si abbiano in
soluzione in un determinato solvente (per esempio etere di petrolio) tre diverse
sostanze: A, B, e C. In un tubo di vetro del diametro di un
paio di centimetri, mantenuto in posizione verticale, si impacchi carbonato di
calcio in polvere fine, in modo da costituire una colonna compatta di materiale,
alta qualche decina di centimetri. Se dall'alto si versano nella colonna alcuni cc
della soluzione con A + B + C, l'etere di petrolio arriverà
appena agli inizi della colonna e le tre sostanze resteranno mescolate
insieme.Ma se dall'alto della colonna si percola lentamente etere di petrolio
puro, esso scorrerà attraverso tutta la colonna.Il fenomeno in gioco in questo
caso è l'adsorbimento e supponiamo che A sia trattenuta dal carbonato di
calcio più di B e questa più di C. Avverrà che C migrerà
più rapidamente di B nell'etere di petrolio e B più di A
, fino a che nei casi migliori, C, B e A rimarranno nella
colonna ben distinte in tre bande diverse; se A, B e C sono
colorate, le tre bande si potranno rilevare direttamente. Estrudendo dalla
colonna il cilindro compatto di carbonato di calcio, le tre frazioni, contenenti
ognuna una delle tre sostanze potranno essere tagliate con un coltello, per poi
venire estratte con un opportuno solvente: si recupereranno così, allo stato di
estrema purezza, le tre sostanze isolate. Se, invece, si continua a far passare
etere di petrolio nella colonna, è evidente che, ad un certo punto, la banda
contenente C arriverà al limite inferiore della colonna di carbonato di
calcio e che, continuando a percolare etere di petrolio, C uscirà con
quest'ultimo dal basso della colonna. Anche le bande di B e diA,
protraendo l'aggiunta di etere di petrolio, potranno essere raccolte in
soluzione e separate all'uscita della colonna stessa. L'etere di petrolio è la
fase mobile, il carbonato di calcio la fase stazionaria. L'etere di petrolio o,
comunque, il solvente introdotto dall'alto, è spesso detto eluente; quello che
viene raccolto in basso, quando contiene uno dei prodotti eluiti. È
ovvio che, in luogo del carbonato di calcio, potranno usarsi altri solidi in
polvere fine (magnesia, zucchero, talco, etc.) e, in luogo dell’etere di
petrolio, altri solventi (alcoli, chetoni, eteri, etc.).
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