크로마토그래피는 어느 상황에서 사용되는 방법이며, 어떻게 분리 하나요?

Question

혼합물을 분리하는 방법 중에 크로마토그래피 방법이 있더라구요. 크로마토그래피는 어느 상황에서 사용되는 방법이며, 어떻게 분리 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

크로마토그래피는 혼합물을 구성하는 물질들이 이동상를 따라 이동할 때, 거치는 고정상과의 상호작용에 따라 이동하는 속도가 다르다는 점을 이용해 성분 물질을 분리하는 방법입니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.

크로마토그래피의 분리 방법은 혼합물을 종이, 게일 등 고정상에 올려두고, 물이나 알코올 같은 이동상을 흘려보내면 용매에 잘 녹고 고정상과의 끌림이 적은 성분은 빠르고 멀리 이동하지만, 용매에 잘 안 녹고 고정상과 잘 붙는 성분은 천천히 이동합니다. 이 속도 차이로 인해 각 성분이 서로 다른 위치에서 띠 모양으로 나뉘며 깔끔하게 분리됩니다.

시료의 양이 매우 적을 때는 극소량의 혼합물만 있어도 정확히 분리·분석할 수 있으며, ​성질이 서로 비슷할 때는 끓는점이나 밀도 등 물리적 성질이 너무 비슷해 증류나 추출로 나누기 힘든 성분들을 분리할 때 유용합니다. 또한, 여러 성분이 복잡하게 섞여 있어도 한 번의 과정으로 개별 성분을 동시에 찾아냅니다.

Answer 2

안녕하세요. 질문해주신 크로마토그래피는 여러 물질이 섞여 있는 혼합물에서 각각의 성분을 분리하고 무엇이 들어 있는지 확인할 때 사용하는 방법인데요, 이 분석법의 경우에는 잉크 속 색소처럼 눈으로 보기에는 하나의 물질처럼 보이지만 실제로는 여러 성분이 섞여 있는 경우에 특히 유용합니다. 실험실에서는 의약품의 성분 분석이나 식품 속 색소 분석처럼 매우 다양한 분야에서 활용됩니다.

원리는 간단하게 말하면 혼합물에 들어 있는 각각의 물질이 이동하는 속도가 서로 다르다는 점을 이용하는 것인데요, 크로마토그래피에는 물질이 머무르는 역할을 하는 고정된 부분과 물질을 이동시키는 이동하는 부분이 있습니다. 예를 들어 종이 크로마토그래피에서는 종이가 고정된 부분이 되고 물이나 알코올 같은 용매가 이동하는 부분이 되며, 혼합물을 종이에 묻힌 다음 용매가 종이를 따라 이동하도록 하면 혼합물 속 성분들이 용매를 따라 이동하기 시작합니다. 이때 모든 성분이 똑같은 속도로 이동하지 않는데요, 어떤 물질은 종이에 더 잘 달라붙어서 천천히 이동하고 어떤 물질은 용매에 더 잘 녹아 종이를 따라 빠르게 이동합니다. 결국 처음에는 하나의 점으로 보였던 혼합물이 이동하면서 여러 개의 점이나 띠로 나뉘게 되는 것입니다. 이것이 크로마토그래피에서 물질이 분리되는 핵심 원리입니다. 예를 들어 검은색 사인펜의 잉크를 종이에 찍고 용매를 흘려보내면 검은색이 그대로 이동하는 것이 아니라 파란색이나 보라색 등 여러 색의 성분으로 분리되어 나타날 수 있는데요, 이는 검은색 잉크가 실제로 하나의 색소가 아니라 여러 색소를 섞어서 만든 혼합물이기 때문입니다. 이러한 크로마토그래피는 크게 분리와 분석이라는 두 가지 목적으로 사용되며, 성분을 실제로 서로 떼어내기 위해 사용할 수도 있고 어떤 물질이 얼마나 들어 있는지 확인하기 위해 사용할 수도 있습니다. 종이를 사용하는 간단한 종이 크로마토그래피부터 실험실에서 사용하는 액체 크로마토그래피나 기체 크로마토그래피까지 다양한 종류가 있으며, 기본적으로는 모두 각 성분이 고정된 부분과 이동하는 부분에 얼마나 친화성을 보이는지 차이가 난다는 원리를 이용하게 됩니다. 감사합니다.