Química de la cromatografia

Cromatografia, tècnica per separar els components, o soluts, d'una barreja a partir de les quantitats relatives de cada solut distribuïdes entre un flux de fluid en moviment, anomenat fase mòbil i una fase estacionària contigua. La fase mòbil pot ser un líquid o un gas, mentre que la fase estacionària és un sòlid o un líquid.

El moviment molecular cinètic intercanvia de forma contínua molècules de solut entre les dues fases. Si, per a un determinat solut, la distribució afavoreix el fluid en moviment, les molècules passaran la major part del temps migrant amb el corrent i seran transportades lluny d’altres espècies les molècules de les quals siguin retingudes més temps per la fase estacionària. Per a una espècie determinada, la relació dels temps passats a les regions mòbils i estacionàries és igual a la proporció de les seves concentracions en aquestes regions, conegut com a coeficient de partició. (El terme isoterma d’adsorció s’utilitza sovint quan hi ha una fase sòlida.) S’introdueix una barreja de soluts al sistema en una regió confinada o zona estreta (l’origen), amb la qual cosa les diferents espècies són transportades a diferents ritmes en direcció a flux de fluids. La força motriu de la migració de soluts és el fluid mòbil, i la força resistiva és l’afinitat del solut per a la fase estacionària; la combinació d’aquestes forces, tal com manipula l’analista, produeix la separació.

La cromatografia és una de les diverses tècniques de separació definides com a migració diferencial d'una zona inicial estreta. L’electroforesi és un altre membre d’aquest grup. En aquest cas, la força motriu és un camp elèctric, que exerceix diferents forces sobre soluts de diferent càrrega iònica. La força resistiva és la viscositat del dissolvent sense fluir. La combinació d’aquestes forces produeix mobilitats iòniques pròpies de cada solut.

La cromatografia té nombroses aplicacions en camps biològics i químics. S'utilitza àmpliament en investigacions bioquímiques per a la separació i identificació de compostos químics d'origen biològic. A la indústria del petroli es fa servir la tècnica per analitzar barreges complexes d’hidrocarburs.

Com a mètode de separació, la cromatografia presenta diversos avantatges respecte a tècniques més antigues: cristal·lització, extracció de dissolvents i destil·lació, per exemple. És capaç de separar tots els components d’una barreja química multicomponent sense requerir un coneixement prèvia extens de la identitat, el nombre o les quantitats relatives de les substàncies presents. És versàtil en què pot tractar espècies moleculars que varien de mida des de virus compostos per milions d’àtoms fins a la més petita de totes les molècules —hidrogen— que només conté dues; a més, es pot utilitzar amb grans o petites quantitats de material. Algunes formes de cromatografia poden detectar substàncies presents en la attogramo (10 ^-18 nivell gram), de manera que el mètode d'una tècnica excel·lent traça analític utilitzat àmpliament en la detecció de plaguicides clorats en materials biològics i el medi ambient, en la ciència forense, i en el detecció de drogues terapèutiques i abusades. El seu poder resolvent és inigualable entre els mètodes de separació.