ней две желтые и в самом низу двигалась еще одна полоса, тоже желтого цвета. Тщательный анализ показал, что над самой верхней желтой полоской располагалась еще одна — бесцветная.
Этот простой опыт положил начало разгадке великой тайны зеленого листа: было доказано, что хлорофилл в листе растения сложен, что он состоит из нескольких близких между собой, но различных химических соединений. Значение этого простого опыта особенно велико потому, что он лег в основу новой науки.
Вот как образно рассказал о своем открытии сам автор: «Подобно световым лучам в спектре, различные компоненты сложного пигмента закономерно располагаются друг за другом в столбе сорбента и становятся доступными качественному и количественному исследованию. Такой расцвеченный препарат я назвал хроматограммой, а соответствующий метод анализа — хроматографическим методом».
ЧТО ПРОИСХОДИТ В ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ КОЛОННЕ?
Что же произошло в стеклянной трубочке, набитой порошком мела? Какие удивительные силы так легко и просто разделили сложную природную смесь многих химических видоизменений сложного вещества, настолько близких между собой, что отделить их друг от друга не удавалось самым искусным химикам?
Механизм хроматографического разделения теперь хорошо изучен. Он прост, хотя теория действия колонн очень сложна и ученые еще не умеют их точно рассчитывать. (Трубки с сорбентом для хроматографического разделения независимо от их конструкции теперь называются колоннами.)
Лучше всего рассмотреть действие хроматографической колонны на простейшем примере знакомой нам трубки с мелом.
Зеленый раствор вытяжки из листьев обесцвечивается, как только приходит в соприкосновение с порошком мела, а мел становится зеленым. Молекулы всех соединений, входящих в состав хлорофилла, извлеченного из зеленого
листа, осаждаются на поверхности частиц мела. Поглощение растворенного вещества, паров или газов поверхностью твердых тел или жидкостью химики называют сорбцией. На этом явлении и основаны все хроматографические методы разделения смесей, сверхтонкой очистки вещества и анализа.
Захваченные поверхностью твердого тела молекулы не остаются на ней неподвижными. Они могут переходить обратно в раствор, снова осаждаться, вновь растворяться...
Бесчисленное множество раз меняет свое состояние каждая молекула, переходя с поверхности в раствор и обратно. Между раствором (бензол в опытах Цвета) и сорбентом (порошок мела) устанавливается равновесие: на поверхности частиц мела находятся почти все молекулы. В растворе их очень мало — почти нет совсем. Но в этом-то «почти» и заключается сущность хроматографического эффекта.
Немногие молекулы, находящиеся в растворе, увлекаются вниз по трубке вместе с потоком растворителя. Но по пути они немедленно осаждаются вновь на другие частицы мела, а вместо них переходят в раствор новые молекулы. Это повторяется огромное число раз. Медленный поток растворителя беспрерывно поступает сверху в трубку. В верхней части окрашенного слоя становится все меньше и меньше сорбированного вещества, в нижней части этого слоя — все больше и больше. И так постепенно цветная прослойка продвигается в виде колечка через сорбент вниз по трубке.
Но различные молекулы с разным составом или строением сорбируются на твердой поверхности по-разному. Одни из них немного прочнее, другие несколько слабее. Одни дольше находятся в связанном состоянии и меньше в растворе. Другие чуть дольше первых задерживаются в растворе и, конечно, быстрее увлекаются потоком растворителя.
Поэтому окрашенная смесь различных веществ постепенно разделяется на свои составные части. Каждая такая часть сосредоточивается в своем слое. И эти слои отличаются друг от друга цветом. Двигаясь с разной скоростью вдоль трубки, эти слои расходятся все дальше
Удивительное совпадение
Название «хроматография» было дано новой науке ее основоположником М. С. Цветом. Оно как бы было подсказано ему цветными колечками —
слоями мела в стеклянной трубочке, окрашенными в разные цвета хлорофиллом зеленого листа, который как будто бы сам записал таким способом,
из чего он состоит (по-гречески «хроматос» — цвет, «графо» — писать). Занятно и удивительно совпадение имени автора и созданной им науки.
386