Chromatographie zu Hause. Lustiges Chemie-Erlebnis für zu Hause

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Chromatographie zu Hause. Chemische Experimente

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Um verschiedene Gemische zu trennen, einzelne Substanzen aus Gemischen zu analysieren und zu isolieren, wird in Laboratorien sehr häufig die Chromatographie eingesetzt: Sie ist eine der besten Methoden zur Trennung und Analyse von Gemischen. Chromatographie wird auch in der Industrie eingesetzt, wenn es darum geht, ähnliche Substanzen – organische und anorganische, von Lanthanoiden bis hin zu Aminosäuren – zu reinigen und zu trennen. Sein Wesen besteht darin, dass die einzelnen Bestandteile des Gemisches (Flüssigkeit oder Gas) unterschiedlich von der adsorbierenden Substanz zurückgehalten werden, die in der Lage ist, bestimmte chemische Verbindungen selektiv zu absorbieren.

Moderne Gas- und Flüssigkeitschromatographen sind komplexe Geräte mit automatischer Steuerung, oft mit einem Mikrocomputer, der den Ablauf der Untersuchung plant und vorgefertigte Ergebnisse liefert. Dies gibt es natürlich weder für das Heimlabor noch für den Zirkel. Diese Analysemethode begann jedoch mit einfachen Techniken, die auch einem unerfahrenen Chemiker zugänglich sind.

Beginnen wir mit der Papierchromatographie. Analytische Chemiker verwenden spezielles Chromatographiepapier, für unsere Experimente reicht jedoch auch normales Filterpapier oder sogar Löschpapier. Nehmen Sie ein quadratisches Blatt Papier und tropfen Sie die Testlösung mit einer Mischung aus farbigen Substanzen in die Mitte. Dies kann eine Alkoholtinktur eines Arzneimittels wie Baldrian oder Ringelblume sein. oder ein von Ihnen hergestellter Chlorophyll-Extrakt (siehe Kapitel „Extraktion") oder eine Mischung von Farbstoffen, die speziell für dieses Experiment zusammengestellt wurde. Auf dem Papier bildet sich ein Fleck. Tropfen Sie ein paar Tropfen Lösungsmittel in die Mitte: In den obigen Beispielen sollte Alkohol als Lösungsmittel dienen und kann nicht durch ersetzt werden Kölnisch Wasser – es enthält Substanzen, die das Kurserlebnis verfälschen können. Anstelle von Ethylalkohol können Sie Isopropylalkohol nehmen – unter dem Namen IPA wird es in Baumärkten als Fensterreiniger verkauft.

Chromatographie zu Hause

Sie geben also ein paar Tropfen Lösungsmittel hinein, und es bewegt sich wie ein Docht zwischen den Papierfasern und verteilt die farbigen Substanzen aus dem Fleck in alle Richtungen. Abhängig von der Art der Substanz und ihrem Molekulargewicht verläuft das Experiment schneller oder langsamer, aber früher oder später erscheinen mehrere Ringe unterschiedlicher Farbe auf dem Blatt. Wie viele Ringe genau sind, hängt davon ab, wie viele Substanzen in der zu analysierenden Mischung enthalten waren.

Im Experiment mit Chlorophyll gibt es zwei solcher Ringe: gelb und grau.

Mit verschiedenen Mischungen und geeigneten Lösungsmitteln können Sie viele Variationen dieses Erlebnisses erzielen. Und noch genauere Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn statt Papier eine dünne Schicht Sorptionsmittel verwendet wird, die beispielsweise auf Glas aufgetragen wird. Diese Variante der Methode nennt sich Dünnschichtchromatographie, wobei im einfachsten Fall Stärke als Sorptionssubstanz dienen kann.

Lösen Sie die Stärke in einer kleinen Menge Alkohol auf (Sie können auch Isopropylalkohol verwenden), gießen Sie die Mischung auf das Glas und lassen Sie das Lösungsmittel verdunsten. Wenn die Platte trocken ist, tropfen Sie einen Tropfen der Testmischung in die Mitte sowie auf Papier. Natürlich muss es farbig sein, sonst ist die Trennung schwer zu erkennen. Wählen Sie das Objekt für das Experiment selbst aus. Neben dem bereits Gesagten eignen sich auch farbige Säfte, Tinten, Gouachefarben und vieles mehr.

Lassen Sie den Fleck trocknen und tragen Sie ein oder zwei Tropfen Lösungsmittel auf. Wenn ein Ausbreitungsfleck nicht nur einen, sondern zwei oder mehrere farbige Ringe auf dem Stärkesorbens hinterlässt, ist dies ein Hinweis darauf, dass es sich nicht um einen Einzelstoff, sondern um ein Gemisch handelt.

Eine Variante des Experiments mit der Dünnschichtchromatographie: Eine Platte mit der Testsubstanz wird schräg in ein Glas gestellt, auf dessen Boden ziemlich viel Lösungsmittel gegossen wird – so dass es etwas Stärke benetzt. Das Lösungsmittel (Alkohol) steigt durch die Stärke auf, erreicht einen Tropfen der Mischung, bewegt sich noch höher und die Mischung wird in Komponenten aufgeteilt: Sie werden vom Adsorptionsmittel – der Stärke – unterschiedlich festgehalten.

Nicht weniger verbreitet im Labor ist die Säulenchromatographie, bei der Gemische auf mit einem Sorbens gefüllten Säulen getrennt werden. Diese Methode ist vielleicht noch genauer, erfordert aber Geduld, da sich die Lösung in der Spalte langsam bewegt.

Als chromatographische Säule dient ein Glasröhrchen mit einem Durchmesser von etwa 1 cm und einer Länge von etwa 20 cm. Decken Sie das untere Ende mit Watte ab und geben Sie etwas mehr als die Hälfte Stärke oder Puderzucker hinzu. Gießen Sie von oben eine Lösung der Testsubstanz in das Röhrchen, vorzugsweise in einer nicht zu hohen Konzentration. Wenn die Lösung die Stärke oder das Pulver in der Säule etwa bis zur Hälfte ihrer Höhe durchtränkt hat, gießen Sie 3–4 ml reines Lösungsmittel hinein. Die Mischung wird entlang der Säulenhöhe beschleunigt, die farbigen Ringe werden deutlich sichtbar. Davon wird es so viele geben, wie das untersuchte Gemisch Stoffe enthält. Dieses Experiment funktioniert insbesondere mit einem Chlorophyll-Extrakt gut, wenn als Lösungsmittel reines Benzin verwendet wird (kein Auto-, sondern Lösungsmittelbenzin).

Autor: Olgin O.M.

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