개념 한 쪽
액체크로마토그래피는 이동상과 정지상 간 상호작용으로 성분을 분리하는 분석법한다. 이동상은 시료를 운반하는 용매이고 정지상은 컬럼 내부에서 분배나 흡착을 일으키는 매질한다. HPLC는 고압을 이용해 빠르고 정밀한 분리를 수행하는 고성능 액체 분리장치한다.
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출제기준 단원 「액체크로마토그래피」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 이동상 물성 판단 | 1 | HPLC 이동상으로 적합한 용매의 물성 판단하기 |
| 명칭으로 이동상·정지상 구분 | 1 | 크로마토그래피 명칭에서 이동상과 정지상 상태를 매칭하기 |
| HPLC 장점·단점 판정 | 1 | 최신형 액체크로마토그래피(HPLC)의 특징 중 맞지 않는 설명 가리기 |
액체크로마토그래피(Liquid Chromatography, LC)는 액체 상태의 이동상에 의해 시료 성분이 컬럼을 통과하면서 이동상과 정지상 사이의 평형 차로 분리되는 원리를 이용한다. 이동상은 시료를 운반하는 용매 역할을 하며 컬럼 내의 마찰과 압력을 고려할 때 점도가 낮아야 펌프 운전 시 압력 상승을 억제할 수 있다. 이 때문에 이동상은 낮은 점도와 적절한 끓는점, 높은 순도 등을 갖추는 것이 바람직하다고 설명한다.
크로마토그래피의 명칭은 이동상과 정지상의 상태 조합으로 결정된다. 예를 들어, 이동상이 기체이고 정지상이 액체인 경우는 GLC로 표기한다와 같이 표기법을 익혀야 한다. 기체를 이동상으로 하고 고체 정지상을 사용하는 방법은 GSC로 표기된다고 본다. 문제에서 제시된 용어를 통해 이동상과 정지상의 상태를 매칭하는 방법을 익혀야 한다.
HPLC는 고압의 펌프와 정밀한 주입기, 컬럼, 검출기 등을 갖추어 분리도와 감도, 재현성이 우수한 분석을 가능하게 한다. HPLC의 장점으로는 분리능 향상, 높은 정밀도와 감도, 자동화된 제어 기능을 들 수 있으며 반면 장비가 복잡하고 조작이 간단하지 않다는 점을 지적한다.
검출기는 분석법에 따라 적절한 원리를 가져야 한다. 액체크로마토그래피에서는 UV 흡수, IR 흡수, 전도도 검출기처럼 액체 상에서의 광학적 또는 전기적 성질 변화를 이용하는 검출기가 주로 사용된다. 반면 이온화 검출기처럼 시료를 기체로 이온화하는 검출기는 주로 기체 크로마토그래피에서 사용된다고 설명한다.
이동상 조건 관련 문제는 '점도가 높으면 컬럼 압력이 상승하므로 부적합'이라는 관계를 적용하면 해결한다. 예를 들어 보습성 용매처럼 점도가 높아 펌프 압력이 올라가는 용매는 HPLC 이동상으로 부적합하다고 판단한다.
크로마토그래피 명칭 문제는 앞글자를 이동상, 뒷글자를 정지상으로 읽어 매칭한다. 문제에서 '기체-액체'라는 표기가 주어지면 이동상은 기체, 정지상은 액체로 바로 연결해 답을 선택한다.
HPLC 장점 관련 문제는 '고성능·자동화·정밀'이 핵심 키워드이고 '실험법이 간단하다'는 오히려 구형 장비의 특징임을 근거로 오답을 소거한다.
액체크로마토그래피에서 이동상으로 사용하는 용매의 구비 조건이 아닌 것은?
정답 ① · HPLC 이동상은 분석물을 빠르고 효율적으로 이동시켜야 하므로 점도가 낮아야 컬럼 압력을 줄이고 분리효율을 높일 수 있다. 점도가 커야 한다는 설명이 틀린 조건이다.
HPLC 이동상은 컬럼 압력 감소를 위해 점도가 낮아야 하므로 높은 점도는 부적합하다.
다음 중 불활성인 고체지지체에 액체상인 정지상을 얇은 막으로 입히거나 화학결합시킨 것을 이용하며, 기체-액체 평형이 분리 과정의 기본이 되는 크로마토그래피법은?
정답 ③ · 불활성 고체 지지체 표면에 액체 정지상을 얇게 입히거나 화학결합시켜 기체 이동상과 액체 정지상 사이의 평형으로 분리하는 방법은 기체-액체 크로마토그래피(GLC)이다. GSC는 고체 정지상, LSC·LLC는 액체 이동상을 사용한다.
고체 지지체 표면에 액체 정지상을 입혀 기체 이동상과 액체 정지상 간의 평형으로 분리하는 크로마토그래피는 기체-액체 크로마토그래피(GLC)이다.
구형 액체 크로마토 그래피와 최신형 액체 크로마토 그래피의 장점을 나타낸 것이다. 이 중 최신형 액체 크로마토 그래피의 장점에 해당되지 않는 것은?
정답 ③ · 최신형(고성능) 액체 크로마토그래피(HPLC)는 분리시간이 짧고 분리도·정확도·감도가 높으며 자동화가 가능하다는 장점이 있으나, 실험법이 간단하다고 보기는 어렵고 오히려 고압 장비와 정밀한 조작이 필요하다. 구형은 조작이 단순하나 성능이 낮은 것이 특징이다.
고성능 액체 크로마토그래피는 고압·정밀 장비로 실험법이 간단하지 않으므로 ③이 틀렸다.
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