background image

POLITECHNIKA ŚLĄSKA 

WYDZIAŁ CHEMICZNY 

KATEDRA CHEMII ORGANICZNEJ, BIOORGANICZNEJ I BIOTECHNOLOGII 

 
 

 
 
 

 
 
 

 
 
 

 
 
 
 

 
 
 

 
 
 

 
 

 

 

LABORATORIUM Z CHEMII ORGANICZNEJ 

 

Chromatografia Cienkowarstwowa (TLC) 

 
 

 
 
 

 
 
 

 
 
 

 
 
 

 
 
 
 
 
 

 
 
 

Prowadzący: mgr inż. Sebastian Budniok 
                        mgr inż. Karolina Leszczyńska  
                        mgr inż. Aurelia Zniszczoł 
                         

 

 
 

 
 
 

GLIWICE 2014

background image

1.  Wprowadzenie do chromatografii 

Chromatografia  jest  techniką  analityczną  i  preparatywną  wykorzystującą  różnice  

w zachowaniu  się  składników mieszanin w  układzie  dwóch faz,  w  których jedna  nie  zmienia 

swego  położenia  (faza    nieruchoma,    stacjonarna),    druga    zaś    porusza    się    względem  

pierwszej  w  określonym  kierunku  (faza  ruchoma,  roztwór  rozwijający)  prowadząca  do 

rozdzielenia mieszanin  substancji  na  poszczególne  składniki,  bądź  ich  grupy  (frakcje). 

Ze 

względu 

na 

rodzaj  dominującego 

mechanizmu 

procesu 

rozdziału 

chromatografie możemy podzielić na: 

a)  adsorpcyjną   -   gdy   fazą   ruchomą   jest   ciecz   lub   gaz,   a   nieruchomą   ciało   stałe 

o właściwościach adsorbujących i odpowiednim rozdrobnieniu  (np. żel krzemionkowy, tlenek 

glinowy,  węgiel  aktywny  itp.).  Adsorpcję  (nagromadzenie  substancji  na  zewnętrznej 

powierzchni  ciał  stałych)  wykorzystuje  się  do  rozdzielenia  mieszanin  na  podstawie  różnic  

w powinowactwie różnych ciał stałych na powierzchni adsorbenta. 

Środki adsorbujące można podzielić na: 

 

niepolarne (węgiel aktywny, niektóre żywice organiczne), 

 

polarne (tlenek glinu, żel krzemionkowy, węglowodany tj. skrobia, cukier, celuloza). 

W  przypadku  polarnego  adsorbenta  kolejność  z  jaką  składniki  mieszaniny  pojawiają 

się  na  płytce  TLC  zależy  od  ich  względnych  polarności.  Tak  więc  w  przypadku  dwóch 

składników  różniących  się  polarnością  składnik  bardziej  polarny  silniej  adsorbuje  się  na 

powierzchni  adsorbenta  (na  płytce  TLC  znajduje  się  bliżej  linii  startu),  natomiast  składnik 

mniej  polarny  eluowany  jest  niepolarnym  rozpuszczalnikiem  (na  płytce  TLC  znajduje  się 

wyżej od składnika bardziej polarnego). 

b)  podziałową  -  gdy  fazą  ruchomą  jest  ciecz  lub  gaz,  a  stacjonarną  ciecz  zatrzymana  na 

odpowiednim  nośniku  (bibuła,  ziemia  okrzemkowa,  kulki  szklane  itp.).  Rozdział  jest 

wynikiem różnic współczynników podziału

 

c) jonowymienną - gdy fazą ruchomą jest  ciecz, a stacjonarną wymieniacz jonowy. Rozdział 

zależy od różnic w sile wiązania składników przez wymieniacz

 

d)  żelową  -  gdy  fazą  ruchomą  jest  ciecz,  a  nieruchomą  granulowany,  jednorodny spęczniały 

żel.  Rozdział jest  powodowany różnicami w  zdolnościach dyfundowania do  cząsteczek żelu, 

a więc różnicami w wielkości cząsteczek składników

 
 
 
 
 
 

background image

 

 

W  zależności  od  rodzaju  fazy  rozdzielczej  i  natury  substancji  w  której rozpuszcza 

się badaną mieszaninę (eluentu) rozróżnia się następujące techniki chromatograficzne (Rys. 1): 

a)  chromatografia  gazowa  –  to  analityczna  technika  chromatograficzna,  w  której  fazą 

nośną  jest  gaz  (zazwyczaj  hel,  argon  lub  wodór).  Chromatografia  gazowa  jest 

najczęściej  stosowaną  metodą  do  szybkiej  analizy  złożonych  mieszanin  związków 

chemicznych oraz oceny czystości tych związków, 

b)  chromatografia  cieczowa  –  chromatografia,  w  której  eluentem  jest  ciecz.  Istotą 

każdej  chromatografii    cieczowej    jest    rozdział    analizowanej    mieszaniny    na  

poszczególne  związki  chemiczne  poprzez  przepuszczanie  roztworu  tej  mieszaniny 

przez stałe lub żelowe złoża. Na skutek oddziaływań międzycząsteczkowych między 

związkami  tworzącymi  mieszaninę  a  złożem  jedne  z  nich  przechodzą  przez  złoże 

szybciej a inne wolniej. Wyróżniamy tutaj: 

  chromatografię    kolumnową      –      w      której      faza      rozdzielcza      jest   

umieszczona  w  specjalnej  kolumnie,  przez  którą  przepuszcza  się  następnie 

roztwór  badanej  mieszaniny.  Przepływ  roztworu  przez  kolumnę  można 

wymuszać  grawitacyjnie  lub  stosując  różnicę  ciśnień  na  wlocie  i  wylocie 

kolumny, oraz 

  chromatografię  planarną  –  rozdział  chromatograficzny  jest  prowadzony, 

gdy  faza stacjonarna jest w postaci cienkiej warstwy. 

Chromatografię planarną można jeszcze podzielić na: 

 

  chromatografię  bibułową  (PC)  której podstawą  działania  jest  podział 

substancji  rozdzielanych    miedzy  fazę  nieruchomą,    którą    stanowi 

woda  unieruchomiona  przez celulozę  dzięki  jej  higroskopijności,  oraz 

fazę 

ruchomą 

rozpuszczalnik 

organiczny 

lub 

mieszaninę 

rozpuszczalników,  często  nawet  z  wodą,  wędrujące  po  bibule  dzięki 

siłom  kapilarnym.  Celuloza  stanowiąca  nośnik  dla  fazy  stacjonarnej 

(wody) 

ma  niewielkie  właściwości  adsorpcyjne  i  prawie  nie 

zniekształca  przebiegu  rozdzielania  opartego  na  podziale  substancji 

między  wodę    a    wędrujący  rozpuszczalnik.  Jeżeli  współczynniki 

podziału  substancji  naniesionych  na  bibułę  są  różne,  to  w  trakcie 

wędrówki po bibule następuje ich rozdzielenie 

background image

  chromatografię cienkowarstwową (TLC)  w  której  fazę  nieruchomą 

nanosi  się w postaci   cienkiej   równomiernej   warstewki    na    płytkę   

szklaną,    arkusz    folii aluminiowej czy tworzywa sztucznego. 

 
 

Rys. 1 Schematyczny podział chromatografii 

background image

 

2. Chromatografia Cienkowarstwowa 

Chromatografia  cienkowarstwowa  (TLC  –  z  ang.  Thin  Layer  Chromatography)  jest 

najpopularniejszą  metodą  szybkiego  sprawdzania  postępu  reakcji  chemicznej  i  czystości 

produktu.  Może  być  także  wykorzystywana  do  identyfikacji związków  zarówno  organicznych 

jak  i  nieorganicznych.  Metodę  tę  stosuje  się  w  analizie  mieszanin:  poreakcyjnych  

i  uzyskiwanych  z  surowców  naturalnych,  przy  potwierdzaniu  identyczności  składników 

produktów  handlowych  (leki,  barwniki,  środki  konserwujące  itp.),  a  także  przy  badaniu 

obecności  wszelkiego  rodzaju  zanieczyszczeń  np.  w  produktach  spożywczych  

i w środowisku naturalnym.   

W  TLC  mieszanina  substancji  jest  rozdzielana  na  poszczególne  składniki  ze 

względu  na  różnicę  w  szybkości  ich  przemieszczania  się  na  podłożu  wykonanym  

z  aktywnego  adsorbenta  stanowiącego  fazę  nieruchomą.  Poszczególne  składniki  mieszaniny  

z  różną  siłą  wiążą  się  z    polarnym  adsorbentem,  a  następnie  wymywane  są  z  niego 

rozpuszczalnikiem  stanowiącym  fazę  ruchomą.  Im  bardziej  polarna  jest  badana  substancja, 

tym  silniej  wiąże  się  z  fazą  stałą  i  tym  trudniej  jest  wymywana  przez  eluent.  Im  bardziej 

polarny  jest  eluent,  tym  więcej  polarnych  centrów  aktywnych  fazy  stałej  jest  przez  niego 

blokowane, co zmniejsza „opory” przesuwania się eluowanych substancji. 

W  chromatografii  cienkowarstwowej  faza  stacjonarna  jest  naniesiona  w  postaci 

cienkiej    warstwy    o    grubości    od    0,1    do    0,25    mm    na    płytkę    szklaną, metalową    lub  

z  tworzywa  sztucznego  o  wymiarach  200×200  mm,  200×50  mm  lub  100×50  mm. 

Naniesiona warstwa  musi  być  mechanicznie  trwała  i  odporna  na  ocieranie.  Najczęściej  do 

fazy stacjonarnej  dodaje się  0,1  –  10 % tzw.  lepiszcza, którym  może być  gips,  skrobia,  sole 

kwasów 

poliakrylowych 

i  inne. 

Ze 

względu 

na 

detekcję 

substancji  warstwy 

chromatograficzne  zawierają  także  często  trwale  zaadsorbowany  wskaźnik  fluorescencyjny. 

W  chromatografii  cienkowarstwowej,  podobnie  jak  w  kolumnowej,  do  rozdzielania  są 

wykorzystywane  te  same  mechanizmy  oddziaływań  międzycząsteczkowych,  a  więc 

adsorpcja,  wymiana  jonowa,  podział,  czy  warunki  układu  faz  odwróconych.  Jednakże 

ciągle  dominującą    rolę    (w    przeciwieństwie    do    chromatografii    kolumnowej)    odgrywa  

adsorpcja, a najczęściej stosowanymi adsorbentami są: 

 

Żel  krzemionkowy  –  jest  jednym  z  najbardziej  popularnych  adsorbentów 

stosowanych  w  chromatografii  cienkowarstwowej.  Jest  on  otrzymywany  przez 

hydrolizę  krzemianu sodu,  jego  kondensację  i  polimeryzację  w  trakcie  prażenia. 

Jego  struktura  wygląda w przybliżeniu następująco: 

background image

 

 

Si 

Si 

Si 

 

OH 

OH 

OH 

 

Aktywność  żelu  krzemionkowego  zapewniają  grupy  Si-OH  (silanolowe)  obecne  na 

jego  powierzchni.  Wytwórcy  kontrolują  aktywność  na  etapie  prażenia.  Żel stosowany 

w  TLC  ma  średnicę  ziaren  w  zakresie  5 – 10  mm.   

Typy  żelu  krzemionkowego oznaczane są często w sposób następujący: 

 

- Żel krzemionkowy G – zawiera 13% gipsu jako czynnika wiążącego 

 

- Żel krzemionkowy H bez środka wiążącego 

 

- Żel krzemionkowy F

254 

z fluorescentem 

 

- Żel krzemionkowy UV

254 

z fluorescentem 

 

Jako fluorescent zazwyczaj stosowany jest siarczek cynku. 

 

Żel krzemionkowy ma odczyn lekko kwaśny i może być stosowany do rozdziału 

sterydów, aminokwasów, węglowodorów, tłuszczów, alkaloidów itp. 

  Tlenek  glinu  –  aktywność  tlenku  glinu  związana  jest  z  obecnością  zarówno 

atomów tlenu  jak i glinu. Metoda produkcji polega na kondensacji uwodnionego 

wodorotlenku  glinu.  Może  on  być  produkowany  w  trzech  odmianach 

kwasowości  powierzchni:  formie  kwasowej,  zasadowej  i  obojętnej.  Zasadowy 

tlenek  glinu  z  w/w  jest  najbardziej    popularny.  Tlenek  glinu  jest  używany  do 

rozdziału sterydów, barwników, witamin i alkaloidów. 

 

  Celuloza  –  naturalny  polisacharyd  zbudowany  z    cząsteczek    glukozy 

połączonych  wiązaniami  β–(1,4)–glikozydowymi.  Płytki  TLC  pokryte  są 

cząsteczkami  celulozy  o  podobnej  wielkości  ziaren,  co  powoduje  regularny 

przepływ rozpuszczalnika. 

background image

 

 

Celuloza  jest  stosowana  do  rozdziału  związków  hydrofilowych,  rozpuszczalnych 

jonów nieorganicznych  i  kwasów  nukleinowych,  które  mogą  zbyt  silnie  oddziaływać 

z tlenkiem  glinu  lub  krzemionką. 

  Oprócz  tych  typowych  sorbentów  w  chromatografii cienkowarstwowej  stosuje  się 

także 

proszek 

poliamidowy, 

modyfikowane 

celulozy 

o  właściwościach 

jonowymiennych  oraz  żele  organiczne  o  właściwościach  sit  molekularnych  np. 

Sephadex, BioGel P i inne. 

 

  Z 

nieorganicznych 

adsorbentów 

stosowanych 

 

 

chromatografii  

cienkowarstwowej  można  wymienić  szkło  sproszkowane,  krzemian  wapnia,  

hydroksyapatyt,    siarczan  wapnia,  tlenek  cyrkonu,  tlenek  tytanu  a  nawet  tlenek 

żelaza. 

 
 

Natomiast  fazę  ruchomą  stanowią  zazwyczaj  rozpuszczalniki  organiczne.    Powinny 

one  być  neutralne  w  odniesieniu  do  rozdzielanych  substancji,  wykazywać  znaczną  lotność 

par,  co  znacznie  ułatwia  osiągnięcie  równowagi  ciecz  –  para,  i  niską  gęstość,  co 

przyspiesza  usunięcie  rozpuszczalnika  z  powierzchni  płytki.  W  celu    określenia    siły  

oddziaływań  pomiędzy  fazą  ruchomą  a  powierzchnią  nośnika  wprowadzono  parametr  siły 

rozpuszczalnika  e

0

.    Jest    to    energia  adsorpcji  na  jednostkę  powierzchni  standardowego 

adsorbenta  (e

0   

jest  równe  zero  na  tlenku  glinu  eluowanym  pentanem).  Generalnie,  im 

większe  wartości  e

tym  silniej  rozpuszczalnik  oddziałuje  z  powierzchnią  adsorbenta   

i  tym  łatwiej  cząsteczki  związku  będą  się  przemieszczały  co  prowadzi  do  większej 

wartości  R

(Warto  zauważyć, iż  im  większa  polarność  eluenta,  tym  większe  e

0

).  Wartości 

R

f   

substancji  w  każdej  fazie  ruchomej  będą  zależne  od  różnicy  w  wartości  siły 

rozpuszczalnika.  Parametr  mocy  rozpuszczalnika,  który  może  być  zmierzony  daje  szereg 

elucyjny  rozpuszczalników  zamieszczony  w  tabeli  poniżej  (Tab.  1).  Dobór  odpowiedniego 

układu  rozpuszczalników  opiera  się  na  zasadzie:  podobny  rozpuszcza  się  w  podobnym. 

Zazwyczaj  wykonuje  się  kilka  prób  (zmieniając  polarność  eluentu),    dążąc    do    osiągnięcia  

wartości    R

f     

pomiędzy    sąsiednimi    plamkami    przynajmniej  0,1  mm.  Przy  czym  najniższa   

z  plamek  powinna  przesunąć  się  z  linii  startowej  przynajmniej  o  kilka  milimetrów.  Często 

także korzysta się z danych literaturowych. 

 

background image

 

  

 
Tab 1. Szereg elucyjny (eluotropowy) rozpuszczalników

 

 

Rozpuszczalnik 

e

(Al

2

O

3

Graniczna przepuszczalność  

w UV [nm] 

Temperatura wrzenia 

[

o

C] 

Pentan 

0,001 

210 

36,0 

Heptan 

0,01 

210 

98,4 

Cykloheksan 

0,04 

210 

81,0 

Disiarczek węgla 

0,15 

380 

45,0 

Czterochlorek węgla 

0,18 

265 

76,7 

Eter diizopropylowy 

0,28 

220 

69,0 

Toluen 

0,29 

285 

110,6 

Chlorobenzen 

0,30 

280 

132 

Benzen 

0,32 

280 

80,1 

Eter dietylowy 

0,38 

220 

34,6 

Chloroform 

0,40 

245 

61,2 

Dichlorometan 

0,42 

245 

41,0 

Tetrahydrofuran 

0,45 

220 

65,0 

1,2-Dichloroetan 

0,49 

230 

84,0 

Aceton 

0,56 

330 

56,2 

1,4-Dioksan 

0,56 

220 

104,0 

Octan etylu 

0,58 

260 

77,1 

Octan metylu 

0,60 

260 

57,0 

Dimetylosulfotlenek 

0,62 

270 

190,0 

Nitrometan 

0,64 

3809 

100,8 

Acetonitryl 

0,65 

210 

80,1 

Pirydyna 

0,71 

305 

115,5 

Izopropanol 

0,82 

210 

82,4 

Etanol 

0,88 

210 

78,5 

Metanol 

0,95 

210 

65,0 

Glikol etylenowy 

1,11 

210 

198,0 

Kwas octowy 

Bardzo duży 

251 

118,5 

 

background image

 

 

W  wielkim  uproszczeniu  zjawiska  zachodzące  w  komorze  chromatograficznej  można 

przedstawić  następująco:  faza  ruchoma  dzięki  siłom  kapilarnym  migruje  wzdłuż  warstwy 

sorbentu  (fazy  stacjonarnej)  i  w  zależności  od  energii  oddziaływań  substancji  z  fazami 

wykazują  one  różny stopień retencji,  tzn.  mają  różną  drogę  migracji i znajdują  się  w  różnych 

miejscach warstwy. 

 

 

Rys. 2 Schematyczny obraz procesów zachodzących w czasie rozwijania chromatogramu na 

płytce chromatograficznej 

 
 

Najbardziej  powszechnym  sposobem  rozwijania  płytek  chromatograficznych  jest  sposób 

liniowy,  który  w  najprostszej  postaci  wymaga  tylko  kontaktu  jednego  końca  płytki (warstwy 

chromatograficznej) 

rozpuszczalnikiem. 

Płytkę 

chromatograficzną 

ustawia 

się   

w  pozycji  pionowej  bądź  pod  kątem  w  kilku  mililitrach  rozpuszczalnika  w  odpowiednim 

pojemniku zwanym  komorą chromatograficzną Rozwijanie liniowe może   być jednokierunkowe 

lub 

dwukierunkowe. 

Płytkę 

można 

rozwijać 

pojedynczo 

lub 

wielokrotnie.  

W rozwijaniu  jednokierunkowym faza  ruchoma  przesuwa  się  w jednym kierunku  zaś  rozwijanie 

dwukierunkowe  polega  na  tym,  że  po  pierwszym  rozwinięciu  płytkę  suszy  się  

w  celu  usunięcia  rozpuszczalnika  a  następnie  zanurza  w  tym  samym  rozpuszczalniku  lub 

innym,  ale  obróconą  o  90  stopni.  Przy  wielokrotnym  rozwijaniu  płytkę  po  każdej  analizie 

suszy  się  i  ponownie  rozwija  stosując  taką  samą  fazę  ruchomą  lub  inną.  Efektem  tego 

sposobu rozwijania  jest  zwężenie  pasma  stężeniowego  substancji  i związane  z  tym zwiększenie 

sprawności układu jak również zwiększenie czułości metody. 

Po  rozwinięciu  płytki  chromatograficznej  i  wysuszeniu  wizualizacje  „plamek”  na 

warstwie  chromatograficznej  można  dokonać  m.in.  metodami  fizycznymi,  chemicznymi  lub 

biologicznymi. 

background image

 

Do  metod  fizycznych  zaliczamy  fotometrie  absorpcyjną,  fluorescencje,  fosforescencje 

(w  przypadku  substancji  znakowanych  izotopami  promieniotwórczymi)  oraz  metody 

radiometryczne.  Metody  te  nie  powodują  uszkodzenia  próbki  co  ma  istotne  znaczenie  jeśli 

stosuje się chromatografie cienkowarstwową do celów preparatywnych. 

Do  wizualizacji  plamek  można  także  wykorzystać  metody  chemiczne.  Wówczas 

rozdzielane  substancje  przeprowadza  się  w  substancje  barwne  stosując  do  tego  celu  reagenty 

chemiczne,  które  ulegają  reakcji  z  wybranymi  grupami  funkcyjnymi.  Stosunkowo  często 

stosowanym  wywoływaczem  jest  stężony  kwas  siarkowy.  Proces  wywoływania  polega  na 

spalaniu  substancji  organicznych  i  pojawianiu  się  ciemnych  plam  na  warstwie 

chromatograficznej. Inne popularne wywoływacze zostały zamieszczone w tabeli 4. 

Natomiast  biologiczne   metody   wywoływania   chromatogramów   mają   zastosowanie 

w  badaniach  substancji  czynnych,  występujących  w  żywych  ustrojach,  np.  enzymów, 

koenzymów,  aktywatorów  i inhibitorów  enzymatycznych.  Na  przykład  w  badaniach przemian 

enzymatycznych  nanosi  się  badany  materiał  na  bibułę  i  rozpyla  roztwór  preparatu 

enzymatycznego.  Inkubację  przeprowadza  się  w  termostacie  w  temp.  37-38°C,  a  po  jej 

zakończeniu,  rozwinięciu  chromatogramu  i  wywołaniu  właściwym  testem,  identyfikuje  się 

produkty reakcji enzymatycznej. 

 

Tabela 4. Roztwory stosowane do wizualizacji substancji na płytkach TLC 

Związek chemiczny 

Układ wywołujący 

Aldehydy alifatyczne 

Chlorowodorek hydrazonu 3-metylo-2-benzotiazolinonu 

Alkaloidy 

Heksachloroplatynian potasu, ninhydryna 

Antybiotyki 

Ninhydryna 

Aminokwasy 

Ninhydryna 

Węglowodany 

Roztwór kwasu siarkowego w metanolu 

Lipidy 

Chlorek antymonu(III), błękit tymolowy, ninhydryna, rodamina B 

Kwasy karboksylowe 

Zieleń bromokrezolowa 

Fenole 

Chloranil, kwas fosfomolibdenowy 

Terpeny 

Kwas fosfomolibdenowy 

 

Wykonanie analizy TLC 

 

 

Badane substancje  (10-20 mg) rozpuszcza się w niewielkiej ilości rozpuszczalnika ok. 

 

0.5  ml.  Substancja  powinna  być  dobrze  rozpuszczalna  w  zastosowanym  rozpuszczalniku, 

najczęściej stosuje się roztwory w metanolu,  acetonie,  chloroformie.  W przypadku substancji 

bardzo  polarnych  np.  aminokwasy  do  roztworu  można  dodać  1  kroplę  wody.  Przygotowuje 

się  płytkę  chromatograficzną  o  wymiarach  zależnych  od  ilości  substancji  jakie  zamierza  się 

background image

 

nałożyć  na  płytkę.  Na  przygotowanej  płytce  zaznacza  się  przy  użyciu  zwykłego  ołówka 

punkty,  na  które  następnie  nanosi  się  roztwory  substancji  badanych,  przy  pomocy  szklanej 

kapilary,  w  odległości  ok.  0.5  cm  od  bocznej  krawędzi  płytki  oraz  ok.  0.5  cm  od  dolnej 

krawędzi.  Roztwór  nanosi się  lekko  dotykając  powierzchni płytki końcem kapilary(czynność 

można   powtórzyć   kilkakrotnie).   Dobrze   naniesiona   substancja   tworzy   na   płytce   tzw. 

„plamkę”   o   średnicy  ok.   2   mm.   Po   nałożeniu   wszystkich  substancji  płytkę   suszy  się, 

a następnie  ostrożnie  zanurza  się  dolną  krawędzią  w  roztworze  rozwijającym,  znajdującym 

się  w  komorze  chromatograficznej,  tak  by  nie  zanurzyć  plamek.  Komora  powinna  być 

umieszczona   pod    sprawnie   działającym   wyciągiem.   Rolę   komory   chromatograficznej 

z  powodzeniem  spełnia  zwykły  słoik  przykryty  szkiełkiem  zegarkowym.  Dla  lepszego 

nasycenia   komory  parami  rozpuszczalnika,   ścianę  boczną   komory  wyściela  się   paskiem 

z bibuły.  Czoło  rozpuszczalnika  powoli  przemieszcza  się  po  płytce,  aż  do  osiągnięcia  linii 

końcowej  tj.  ok.  5  mm  od  górnej  krawędzi  płytki.  Wówczas  płytkę  ostrożnie  wyjmujemy   

z  komory.  Rozpuszczalnik  pozostały  na  płytce  usuwa  się  za  pomocą  zwykłej  suszarki  do 

włosów. W przypadku  związków  absorbujących  w  UV,  wizualizację  plamek  dokonuje  się 

przez włożenie  płytki do  komory lampy UV,  pod  warunkiem,  że adsorbent  znajdujący się na 

płytce  zawiera  dodatek  fluorescenta.  Wtedy  na  żółto  zabarwionej  w  świetle  UV  płytce 

substancje  widać  jako  ciemne  plamki.  Inna  metoda  wizualizacji  plamek  polega    na 

umieszczeniu   płytki   w   komorze   jodowej   lub   krótkotrwałym   zanurzeniu   w   naczyniu 

z odpowiednim  roztworem  wywołującym  a   następnie  wygrzaniu   płytki  w  podwyższonej 

temperaturze (zazwyczaj nie wyższej niż 120 

o

C). Wraz   z przesuwaniem się rozpuszczalnika 

 

przemieściły  się  nałożone  substancje.  Szybkość  ich  przemieszczania  jest  ich  cechą 

indywidualną  i  zależy  od  ich  powinowactwa  do  podłoża  płytki  (adsorbcja)  i  wymywania 

(desorpcja).  W  wyniku  różnej  szybkości  migracji  poszczególnych  substancji  w  danych 

warunkach,  na  płytce  chromatograficznej  powstaje  seria  plamek  w  różnej  odległości  od  linii 

startowej.  Położenie  plamek  zaznacza  się  przez  lekkie  obrysowanie  ich  krawędzi  ołówkiem 

bezpośrednio  po  wywołaniu.  Następnie  obliczamy  tzw.  współczynnik  R

(współczynnik 

retencji).  Mierzy się odległość środka plamki od linii startowej (w mm)  i dzieli przez dystans 

pomiędzy linią startową i końcową też w mm. Pomiaru i obliczenia R

dokonuje się dla każdej 

plamki. Na rys.2 przedstawiono sposób pomiaru R

f

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

Rf =  

b

 

a' 

;  Rf ' =  b 

 

;  Rf '' = 

a'' 

 
 
 
 
 
 

 

a' 

a'' 

 
 

 

Rys. 2. Sposób pomiaru i obliczania R

f

 

Odmianą  chromatografii  cienkowarstwowej  (TLC)  jest  preparatywna  chromatografia 

cienkowarstwowa  (PTLC)  którą  stosuje  się  w  celu  izolacji  znacznie  większych  ilości 

substancji,  które  następnie  mogłyby  być  stosowane  dla  celów  preparatywnych.  Jest  to 

możliwe  gdyż  stosuje  się  płytki  o  znacznie  większych  wymiarach  niż analityczne.  Najczęściej 

stosowane  są  płytki  wymiarach  20x20  cm  i  grubości  warstwy  1,0-2,0  mm.  Postępowanie 

w przypadku  stosowania  preparatywnej  chromatografii  cienkowarstwowej  jest  podobne  jak 

w  przypadku  stosowania  konwencjonalnej  czy  wysokosprawnej  warstwy.  Na  warstwę 

chromatograficzną  nakłada  się  rozdzielaną  mieszaninę  substancji  w  formie  paska  lub  plamek 

obok  siebie.  Ilość  nakładanej  substancji  zależy  od  grubości  warstwy  żelu  oraz  od  trudności 

rozdzielczych  w  danym  układzie.  Po  rozwinięciu  płytki  w  komorze  zawierającej  układ 

rozwijający  i  po  wysuszeniu  płytkę  wywołuje  się  stosując  metody  nieinwazyjne  jak  np. 

wizualizację za pomocą lampy UV. 

background image

 

 

3.   Wykonanie ćwiczenia 

 

 

Ćwiczenie składa się z trzech części: 

 

 

I. Wpływ polarności fazy ruchomej na R

f 

 

 

Z  dużej  płytki  należy  wyciąć  trzy  paski  o  długości  8  cm  i  szerokości  1,5  cm.  Ołówkiem 

nanosi  się,  na  każdym  z  nich,  w  odległości    ok.    10    mm    od    dolnej    krawędzi    płytki, 

punkt  startowy.  Za  pomocą  kapilary  nanosi  się    na    każdą    płytkę    kilka    mikrolitrów 

roztworu  aminy  aromatycznej  a  następnie,  po  wysuszeniu,  ostrożnie  zanurza  się  dolną 

krawędź  płytki  w  roztworze  rozwijającym.  Pierwszą  z  płytek  rozwija  się  w  układzie: 

heksan:octan  etylu  (1:1)  (roztwór  A),  drugą:  metanol:chloroform  (1:4)  (roztwór  B)

trzecią:  metanol:chloroform:r-r  amoniaku  (1:1:0.03)  (roztwór  C).  Gdy  czoło 

rozpuszczalnika   osiągnie   poziom   ok.   5 mm   od   górnej   krawędzi,   płytkę   należy   wyjąć 

z  komory,  odrysować  czoło  fali  i  po  wysuszeniu  umieścić  w  komorze  jodowej.  Po 

wybarwieniu plamki należy zakreślić ołówkiem a następnie obliczyć R

f

 
 
 
 

II. Analiza jakościowa - reakcje barwne związków organicznych 

 

Przed  tym  ćwiczeniem  każdy  otrzymuje  indywidualną  próbkę  do  analizy,  zawierającą  jedną 

z substancji: aminokwas, amina aromatyczna, monosacharyd. 

 

Przygotować dwie płytki o wymiarach 2 cm x 1,5 cm. 

Na  pierwszą  nanosimy próbkę  aminokwasu  oraz  otrzymaną  próbkę a  na drugą  monosacharyd 

oraz  otrzymaną  próbkę.  Płytkę  pierwszą  wywołuje  się    przez    spryskanie    roztworem 

ninhydryny  a  następnie  wygrzewanie  w  podwyższonej  temperaturze.  Aminokwasy 

wybarwiają  się  na  kolor 

czerwony

  do 

fioletowego

.  Płytkę  z  naniesionym monosacharydem 

wybarwia  się  przez  spryskanie  roztworem  kwasu  siarkowego  i  wygrzanie  w  podwyższonej 

temperaturze.  Monosacharydy  wybarwiają  się  na  kolor  od 

zielonego

  do  czarnego. 

Porównać reakcje barwne wzorców z próbką. 

Uwaga:  wygrzewanie  należy  przeprowadzić  ostrożnie,  zbyt  gwałtowne  ogrzanie  może 

doprowadzić do ściemnienia całej powierzchni płytki, co uniemożliwi obserwację plamek. 

 

III. Analiza jakościowa – właściwa analiza TLC 

 

Na płytce o wymiarach 4 x 3 cm zaznaczamy cztery punkty startowe w odległości ok. 0,5 cm 

jeden  od  drugiego.  Na  zaznaczone  punkty  nanosimy  roztwory  wzorcowe  w  kolejności: 

aminokwas,  monosacharyd,  amina  aromatyczna  oraz  roztwór  próbki  badanej.  Płytkę 

umieszczamy  w  komorze  zawierającej  roztwór  B  metanol:chloroform  (1:4).  Po 

rozwinięciu,  wywołujemy  osuszoną  płytkę  w  jodzie.  Obrysowujemy  powstałe  plamki. 

background image

 

Obliczamy  R

f

.  Następnie  desublimujemy  jod  z  powierzchni  płytki  poprzez  wygrzanie 

strumieniem  ciepłego  powietrza.  Płytkę  spryskujemy  roztworem  ninhydryny,  wygrzewamy 

i  obrysowujemy powstałe  plamki.  Postępujemy analogicznie  z  roztworem  kwasu  siarkowego. 

Wizualizację dokonujemy również w komorze lampy UV. 

 

Na  podstawie  względnego  położenia  plamek  i  ćwiczenia  II  należy  określić  prawdopodobną 

przynależność  związku  nieznanego  do  jednej  z  trzech  klas:  aminokwasy,  aminy 

aromatyczne, monosacharydy

 

Zaliczenie ćwiczenia 

 

Zaliczenie  ćwiczenia  następuje  po  poprawnym  wykonaniu  wszystkich  trzech  składowych 

elementów  analizy  TLC,  na  podstawie  opracowanego  sprawozdania  (wnioski!!!),  oraz 

pozytywnym napisaniu kolokwium zaliczeniowego. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UWAGA!!!! 

 

Na ćwiczenia każdy student powinien przynieść: okulary, fartuch (zakładamy PRZED wejściem 

do laboratorium), rękawiczki np. nitrylowe, ołówek, linijkę, nożyczki, taśmę klejącą oraz zeszyt 

laboratoryjny. Dodatkowo na grupę – mydło, płyn do mycia naczyń i ścierkę. Jest to warunkiem 

przystąpienia do zajęć!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 

W miarę możliwości uprasza się studentów pierwszych 3 grup odbywających laboratorium TLC 

o przyniesienie kompletnych słoiczków o poj. 500 ml. 

background image

 

LITERATURA 

 

 
 

1.  Chromatografia   cieczowa   –   praca   zbiorowa   pod   redakcją   M.   Kamińskiego, 

CEEAM, Gdańsk 2004 

2.  Z. Witkiewicz – Podstawy chromatografii, WNT, Warszawa 1995 
3.  Berthillier - Chromatografia i jej zastosowanie - PWN, 1975. 
4.  Opieńska-Blauth,   H.   Kraczkowski,   H.   Brzuszkiewicz  -   Zarys   chromatografii 

cienkowarstwowej - PWRiL, 1971, 1976. 

5.  Irena Baranowska - Wybrane działy analizy instrumentalnej 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

SPRAWOZDANIE (drukowane dwustronnie) 

Temat: Chromatografia Cienkowarstwowa (TLC) 
Prowadzący: mgr inż. Karolina Leszczyńska 
Data wykonania ćwiczenia:  
Sprawozdanie oddane, ocena: 
Imię, Nazwisko oraz numer grupy: 

 
CZĘŚĆ I – Wpływ polarności fazy ruchomej na wartość R

(przebieg, obserwacje, wnioski) 

 

Cel ćwiczenia: 
 
Przebieg: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Wnioski: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
CZĘŚĆ II – Analiza jakościowa-reakcje barwne (przebieg, obserwacje, wnioski) 

 

 
 
 
 
 

background image

 

 
Cel ćwiczenia: 
 
Przebieg: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Wnioski: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CZĘŚĆ III – Analiza jakościowa – właściwa analiza TLC (przebieg, obserwacje, wnioski) 

 

Cel ćwiczenia: 
 
Przebieg: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Wnioski: