khimie.ru

Попытаемся теперь, используя наблюдения Цвета за адсорбцией компонентов хлорофилла на порошке мела, дать определения основным понятиям хроматографии. Первая стадия опыта проходила в условиях, благоприятных для процессов адсорбции: на порошке мела (карбоната кальция), то есть на так называемой неподвижной фазе, адсорбировались компоненты растворенные в этаноле, иначе говоря, компоненты подвижной жидкой фазы. При этом все окрашенные пигменты перешли из раствора на поверхность частичек карбоната кальция. Затем через ту же колонку стали пропускать бензол, а поскольку он очень легко растворяет пигменты хлорофилла, на этой стадии опыта определяющую роль играли процессы десорбции. Пигменты, придающие листьям к зеленый цвет, перешли в раствор и начали перемещаться вниз по колонке. Но, как только пигменты попали на свободную поверхность частичек мела, некоторые красящие вещества из их смеси (хлорофилл — это смесь нескольких веществ) тут же закрепились на ней, то есть пигменты вновь распределились между раствором бензола и мелом. Но едва этот процесс завершился, сверху начинают поступать новые порции бензола и начинается новое перераспределение компонентов бензольного раствора. Такая смена циклов адсорбции и десорбции происходит до тех пор, пока пигменты в конце концов не дойдут до выхода из колонки.

Если в колонке находится вещество, состоящее из молекул одинакового размера, то все эти молекулы перемещаются по высоте колонки приблизительно с одинаковой скоростью, потому что каждая молекула не отличается от другой ни по времени, проведенном на поверхности адсорбента, ни по времени пребывания в растворе. Если вещество состоит из различных молекул, эти параметры (времена) для молекул разные. По этой причине и отделились друг от друга различные пигменты в колонке, приготовленной Цветом, а затем они образовали отдельные кольцевые зоны. Самое нижнее кольцо, наиболее удаленное от входа (верха) колонки, принадлежало веществу, которое с карбонатом кальция связывалось наименее прочно, и большую часть времени его молекулы провели в бензольном растворе. А ближе всех к входу колонки расположилось кольцо с «медлительными» молекулами, потому что они очень прочно удерживались карбонатом кальция.

Получив на колонке отдельные кольцевые зоны, Цвет осторожно выдавил содержимое колонки из стеклянной трубки, вырезал эти кольца и растворил вещества, адсорбированные на карбонате кальция. После этого он легко доказал, что хлорофилл не является индивидуальным веществом, а представляет собой смесь двух пигментов желто-зеленого и темно-зеленого. В кольце, окрашенном в желтый цвет, были обнаружены, кроме того, другие растительные пигменты-ксантофиллы. Так был открыт метод, который позволил не только установить качественный состав веществ, элюированных с колонки, но и определить количества этих веществ.

Этот метод Цвет назвал хроматографией, что по-гречески означает запись цвета. Символично, что предложенное Цветом название метода, увековечивает и фамилию самого изобретателя. Окрашенной картине, которая возникает при разделении компонентов, он дал наименование «хроматограмма».