Chimica cromatografica

Cromatografia, tecnica per separare i componenti, o soluti, di una miscela sulla base delle quantità relative di ciascun soluto distribuito tra un flusso di fluido in movimento, chiamato fase mobile, e una fase stazionaria contigua. La fase mobile può essere un liquido o un gas, mentre la fase stazionaria è un solido o un liquido.

Il movimento molecolare cinetico scambia continuamente molecole di soluto tra le due fasi. Se, per un particolare soluto, la distribuzione favorisce il fluido in movimento, le molecole passeranno la maggior parte del loro tempo a migrare con il flusso e saranno trasportate lontano da altre specie le cui molecole vengono trattenute più a lungo dalla fase stazionaria. Per una determinata specie, il rapporto tra i tempi trascorsi nelle regioni mobili e stazionarie è uguale al rapporto delle sue concentrazioni in queste regioni, noto come coefficiente di ripartizione. (Il termine isoterma di adsorbimento viene spesso utilizzato quando è coinvolta una fase solida.) Una miscela di soluti viene introdotta nel sistema in una regione confinata o in una zona stretta (l'origine), dopodiché le diverse specie vengono trasportate a velocità diverse nella direzione di flusso del fluido. La forza motrice per la migrazione del soluto è il fluido in movimento e la forza resistiva è l'affinità del soluto per la fase stazionaria; la combinazione di queste forze, come manipolata dall'analista, produce la separazione.

La cromatografia è una delle diverse tecniche di separazione definite come migrazione differenziale da una zona iniziale stretta. L'elettroforesi è un altro membro di questo gruppo. In questo caso, la forza motrice è un campo elettrico, che esercita forze diverse su soluti di diversa carica ionica. La forza resistiva è la viscosità del solvente non fluente. La combinazione di queste forze produce mobilità ionica peculiare per ciascun soluto.

La cromatografia ha numerose applicazioni in campo biologico e chimico. È ampiamente usato nella ricerca biochimica per la separazione e l'identificazione di composti chimici di origine biologica. Nell'industria petrolifera la tecnica è impiegata per analizzare miscele complesse di idrocarburi.

Come metodo di separazione, la cromatografia presenta numerosi vantaggi rispetto alle tecniche precedenti: cristallizzazione, estrazione con solvente e distillazione, ad esempio. È in grado di separare tutti i componenti di una miscela chimica multicomponente senza richiedere un'ampia conoscenza preliminare dell'identità, del numero o delle quantità relative delle sostanze presenti. È versatile in quanto può gestire specie molecolari di dimensioni variabili da virus composti da milioni di atomi alla più piccola di tutte le molecole - l'idrogeno - che ne contiene solo due; inoltre, può essere utilizzato con grandi o piccole quantità di materiale. Alcune forme di cromatografia possono rilevare sostanze presenti nello attogram (10 ^-18 livello grammi), rendendo il metodo superba traccia tecnica analitica ampiamente utilizzata nella rilevazione di pesticidi clorurati in materiali biologici e l'ambiente, in scienze forensi, e nel individuazione di farmaci sia terapeutici che abusati. Il suo potere risolutivo non ha eguali tra i metodi di separazione.