화학분석기능사 기본원리 — 크로마토그래피 핵심 개념

크로마토그래피의 근본 원리는 성분들 간의 이동속도 차이에 있다. 컬럼 내부의 고정상에 대한 친화력이나 흡착력이 큰 성분은 천천히 이동하고, 친화력이 작은 성분은 빠르게 이동하므로 시간적으로 분리된다. 이 분리는 정성·정량 분석의 전제인 동시에 크로마토그램에서 피크로 나타나는 해석의 기반이 된다.

가스크로마토그래피에서는 이동상이 기체이며 고정상은 컬럼 내에서 비휘발성 액체나 고체로 존재해야 한다. 고정상이 휘발성 액체이면 컬럼 운전 중 유실되어 분리가 불가능하므로 고정상은 비휘발성 상태를 유지해야 한다. 또한 컬럼의 분리 성능은 길이, 온도, 고정상 충전 방법 등 컬럼 자체의 조건에 의해 결정되며, 검출기나 기록계는 후단 장치로서 분리 성능에 직접적인 영향을 주지 않는다.

불꽃이온화검출기(FID)는 시료를 수소-공기 불꽃에서 연소시켜 생성된 이온 전류를 측정하는 방식으로 유기 화합물에 대한 감도가 높다. 이 검출기는 시료를 연소시켜 이온화하므로 시료가 파괴되어 분석 후 회수할 수 없다. 따라서 검출기의 선택에서는 감도와 시료 보존 여부라는 두 가지 특성을 함께 고려해야 한다.

액체크로마토그래피(HPLC)의 이동상은 펌프 운전 시 컬럼 내 압력을 적정 수준으로 유지하기 위해 점도가 낮아야 한다. 점도가 높은 용매는 시스템 압력을 증가시켜 컬럼 손상이나 분리 효율 저하를 초래하므로 이동상 선택 시 점도 조건을 확인해야 한다.