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1. 가스 크로마토그래피
1.1. 실험 배경 및 목적
가스 크로마토그래피는 시료의 정성, 정량분석에 이용되는 기법이다. 이번 실험에서는 가스크로마토그래피를 이용하여 미지의 방향족화합물을 분리하고 정량분석함으로써 이론을 실험에 적용해보고자 한다.
기체 크로마토그래피(GC), 혹은 기체-액체 크로마토그래피(GLC)는 이동상이 기체인 크로마토그래피 기법을 의미한다. 기체 크로마토그래피 분리법은 항상 칼럼을 사용하며, 모세관 칼럼 또는 밀봉된 칼럼을 이용한다. 이 칼럼들은 모두 비흡착성이고 화학적으로 활성이 없는 물질로 만들어졌다. 기체 크로마토그래피는 분석 물질의, 고체 상과 점성 액체상간의 분배 평형에 기반을 둔다. 정지상은 아주 작은 지름의 유리나 용융 실리카 튜브에 부착되어 있다. 분석 화학적 실험 기법으로 자주 사용되며, 아주 높은 온도를 요구하기 때문에 생체 분자나 단백질은 변성될 위험이 있음에도 불구하고 생화학 실험에도 자주 사용된다.
1.2. 시험법 종류
1.2.1. 평면 크로마토그래피
평면 크로마토그래피(Planar Chromatography)는 정지상이 평면으로 존재하는 크로마토그래피 기법을 의미한다. 평면 정지상으로는 종이가 될 수도 있고 (종이 크로마토그래피), 유리 판이 될 수도 있다(TLC 크로마토그래피).
혼합물 속의 각 성분은 그들이 정지상과 얼마나 세게 결합하느냐에 따라 정지상에서의 이동 속도 차이가 나타나게 되고, 이는 분리의 원동력이 된다. 물질의 고유한 Rf값(Retention factor)을 판단함으로서 미지의 물질을 인식할 수 있다.
종이 크로마토그래피(Paper Chromatography)는 크로마토그래피 종이를 이용한 크로마토그래피 기법을 의미한다. 시료를 점으로 찍어둔 종이를, 용매를 얕게 채워둔 용기에 담근 다음, 밀봉한 구조로 이루어져있다. 용매가 종이를 타고 올라가다 보면 시료와 만나게 되며, 시료는 용매타고 올라가게 된다. 종이는 셀룰로스(cellulose)로 이루어져 있어서 극성을 띤다. 따라서 무극성을 띠는 용질이 종이를 타고 더 잘 올라가게 된다. 극성을 세게 띠는 물질은 셀룰로스와 더욱 더 잘 결합하게 되므로, 잘 올라가지 못하게 된다.
얇은 막 크로마토그래피(TLC thin-layer Chromatography)는 종이 크로마토그래피와 아주 유사하다. 시료가 정지상에 첨가되면, 용매와 함께 모세관 현상에 의해 정지상을 타고 올라가게 되고 그 속도의 차이에 따라 분리가 되는 원리는 종이 크로마토그래피의 원리와 같다. 그러나, 정지상으로 종이를 이용하는 종이 크로마토그래피와는 다르게 정지상으로 실리카 젤이나 산화 알루미늄등의 흡착성이 있는 물질로 얇게 코팅되어 있는 유리판을 사용한다. 이 흡착성의 얇은 막이 정지상으로 사용된다.
얇은 막 크로마토그래피는 종이 크로마토그래피에 비해 빠르고, 정지상의 흡착성을 조절하여 해상도 조절이 가능하다는 장점이 있다. 얇은 막 크로마토그래피는 반응의 진행정도를 모니터링하거나, 혼합물 속의 물질의 종류를 파악하거나, 물질의 순도를 확인할 때 많이 사용된다. 결과를 정량화하기 위해서는 물질이 이동한 거리를 이동상이 총 이동한 거리로 나눈 값을 사용하는데 (이때 이동상은 정지상의 끝까지 올라가서는 안 된다), 이 비율을 Rf값 (Retention Factor)이라고 부른다.
1.2.2. 기체 크로마토그래피
기체 크로마토그래피(Gas Chromatography)는 이동상이 기체인 크로마토그래피 기법을 의미한다.
기체 크로마토그래피 분리법은 항상 칼럼(Column)을 사용하며, 칼럼은 모세관 칼럼(Capillary Column) 또는 밀봉된 칼럼(Packed Column)을 이용한다.
모세관 칼럼은 석영이나 용융 실리카로 만들어지며, 밀봉 칼럼은 보통 스테인레스 철이나 유리로 제작된다.
이들 두 칼럼은 모두 비흡착성이고 화학적으로 활성이 없는 물질로 이루어져 있다.
기체 크로마토그래피는 분석 물질의 고체 상과 점성 액체상 간 분배 평형(Partition Equilibrium)에 기반을 둔다.
정지상은 아주 작은 지름의 유리(보통 0.18~0.53 mm) 혹은 용융 실리카 튜브에 부착되어 있다.
기체 크로마토그래피는 분석 화학 실험 기법으로 자주 사용되며, 생화학 실험에서도 활용된다.
하지만 아주 높은 온도를 필요로 하기 때문에 생체 분자나 단백질이 변성될 위험이 있다.
1.2.3. 액체 크로마토그래피
액체 크로마토그래피는 이동상이 액체인 크로마토그래피...
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