일반화학실험 | TLC를 이용한 혼합물의 분석

 

 

 

TIP

 

 

몇 가지 유기화합물을 이용하여 유리판이나 플라스틱판과 같은 받침판에 얇게 실리카겔을 입힌 정지상과 이동상인 적당한 용매에 대한 시료 성분들의 분배(또는 분포)의 차이를 이용하여 혼합물을 분리하는 방법인 크로마토그래피법의 원리를 이해하고 실험방법을 익힌다.

 

 

 

크로마토그래피의 역사

크로마토그래피는 색층분석(色層分析)이라고도 한다. 1906년 러시아의 식물학자 M.S.츠베트가 클로로필 등 식물색소를 분리하기 위해 처음으로 사용하였다. 수직으로 세운 유리관에 알맞은 흡착제(활성 알루미나․실리카겔․탄산칼슘 등)를 채우고, 식물색소를 석유에테르로 추출한 것을 흘려 넣으면 무색의 흡착체 기둥에 클로로필 a․루테인 등이 분리․흡착되어 빛깔이 있는 띠를 생성한다.

 

이 착색대(着色帶)를 크로마토그램이라고 하는데, 여기에 용매를 흘려 넣으면 더 전개하여 구별이 명확하게 된다. 각 성분을 얻고자 할 때는 흡착제를 유리관에서 밀어내어 절단해도 되고, 또는 그대로 다른 용매를 흘려 넣어서 필요한 것만을 용액으로서 얻을 수도 있다. 이것을 용해분리 또는 용리(溶離)라고 한다.

 

착색하지 않은 물질이라도 크로마토그램을 만든 다음 적당한 발색제를 사용하여 관찰할 수 있다. 1931년 R.J.쿤이 카로티노이드 색소의 분리에 이 방법을 사용하여 성공한 이후 급속히 발달하였는데, 흡착 크로마토그래피 또는 흡착분석이라 하여 널리 이용하게 되었다.

 

또 1941년 영국 A.마틴과 R.싱이 함수(含水) 실리카겔을 흡착제로 사용하고, 물과 섞이지 않는 용매의 아미노산 용액을 흘려 넣으면, 이 두 액체상 사이에서의 분배의 차이에 의해서 각 성분이 여러 장소로 나뉘어 고정되는 분배 크로마토그래피를 발견하였는데, 그들은 1952년 이 업적으로 노벨화학상을 받았다. 현재는 흡착제로서 이온교환수지 등을 사용하기도 하며, 아미노산․당․펩티드․항생물질․무기이온 등 거의 모든 물질의 분리․검출․정량 등에 사용되고 있다.

 

또 그 방법도 여과지 등 종이에 의한 침투성의 차를 이용하는 페이퍼 크로마토그래피를 비롯하여 많은 방법이 고안되었다. 이동하는 혼합물에 따라 액체 크로마토그래피․기체 크로마토그래피로, 고정상(固定相)에 따라 컬럼 크로마토그래피․페이퍼 크로마토그래피․박층(薄層) 크로마토그래피로 분류된다.

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실험 방법

1, 실험 과정

1) 핵산/에틸아세테이트(95%)용액을 만들기 위해 비커를 준비한 후 핵산:에틸아세테이트=95:100의 비율로 섞는다.

 

2) 디페닐 용액을 만들기 위해 디페닐을 비커에 넣고 물을 용매로 하여 용액을 만든다. 디페닐이 잘 용해되지 않으므로 물을 조금만 넣고 유리막대로 저어주어 충분히 녹여준다.

 

3) 뚜껑이 있는 빈 병을 2개 준비한 후 한 병에는 핵산을 부어서 깊이가 약 5㎜ 정도 되게 한 다음 증발을 막기 위해 뚜껑을 닫고, 다른 병에는 핵산/에틸아세테이트(95%)용액을 핵산과 같은 방법으로

4) 깊이가 약 5㎜ 되게 붇고 뚜껑을 닫아 증발을 막는다.

 

5) TLC판을 깨끗한 종이 위에 올려놓고 한쪽 바닥으로부터 약 1㎝ 떨어진 지점과 위로부터 1㎝ 떨어진 부분에 모서리와 나란한 선을 연필로 긋는다.

 

6) 출발점에 표시된 연필 선을 따라서 일정한 간격으로 모세관을 이용하여 디페닐, o-디클로로벤젠, 디페닐과 o-디클로로벤젠의 혼합용액의 반점을 찍는다. 이때 반점의 직경이 약 2㎜ 이상으로 너무 크지 않도록 주의한다. 두 TLC판 모두다 찍는다.

 

7) 용매가 모두 증발하도록 약 1～2분간 방치한 다음, 전개 용액이 들어있는 병 안에 TLC판을 조심스럽게 위치시킨다.

 

8) 병의 뚜껑을 닫아서 실험에 미칠 수 있는 다른 영향을 차단한다.

 

9) 전개액이 TLC판 윗 부분으로부터 1㎝ 정도까지 올라왔을 때, TLC판을 비커로부터 용매선을 연필로 표시하고 말린다.

 

10) TLC판을 요오드 병에 넣고 약 5분간 방치한다.

 

11) TLC판을 요오드 병으로부터 꺼낸 후 곧바로 반점을 연필로 표시한다. 곧바로 하지 않으면 요오드의 승화성이 커서 반점이 사라져 보이지 않을수 있으므로 곧바로 해야한다.

 

12) 각 반점이 이동한 거리와 전개용매가 이동한 거리를 자로 재어서 R_f값을 결정한다.

 

 

 

[일반화학실험] TLC를 이용한 혼합물의 분석 레포트