EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

Papierchromatografie – Dünnschichtchromatografie – Säulenchromatografie 218 218 8.7 Chromatografische Verfahren Das Grundprinzip aller chromatographischen Verfahren ist ähnlich. Es beruht auf der unterschiedlichen Verteilung der Einzelsubstanzen eines Stoffge- misches zwischen einer stationären und einer mobilen Phase. In vielen Fällen spielen auch Adsorptionseffekte eine Rolle. Die ersten Chromatogramme wurden zur Trennung von Farbstoffen eingesetzt (daher der Name; griech. chroma = Farbe; graphein = schreiben). Papierchromatographie (PC) Das Substanzgemisch wird als kleiner Punkt auf der Startlinie eines Papier- streifens aufgetragen. Der Papierstreifen wird in eine „Entwicklungskammer“, die ein Lösungsmittel enthält, gehängt. Das Lösungsmittel ( Laufmittel ) stellt die mobile Phase dar. Es saugt sich am Papier kapillar hoch und strömt am Substanzgemisch vorbei. Die Auftrennung erfolgt durch Adsorption an der Cellulosefaser des Papiers und durch Verteilung zwischen Laufmittel und im Papier enthaltenem Wasser ( stationäre Phase ). Nachdem sich das Laufmittel am Papier hochgesaugt hat, wobei die verschie- denen Stoffe des Gemisches unterschiedlich weit mitgezogen wurden, wird das Chromatogramm aus der Kammer entnommen und die Laufmittelfront markiert. Die Substanzen liegen jetzt in Form getrennter Flecken vor. Nichtfärbige Substanzen werden jetzt durch geeignete Reagenzien sichtbar gemacht. Der Quotient der Strecken Startlinie–Substanzmittelpunkt gebrochen durch Startlinie–Laufmittelfront wird R f -Wert genannt (Abb. 218–1). Man kann auch Reinsubstanzen, die im Stoffgemisch vermutet werden, auf der Startlinie auftragen und parallel mitlaufen lassen. Befinden sich die Fle- cken auf derselben Höhe, so handelt es sich mit großer Wahrscheinlichkeit um dieselbe Substanz. Dünnschichtchromatographie (DC) Eine Weiterentwicklung der Papierchromatographie ist die Dünnschichtchro- matographie (DC), bei der man als stationäre Phase einen oberflächenreichen Feststoff mit guten Adsorptionseigenschaften (zB Aluminiumoxid, Kieselgel) verwendet. Dieser Feststoff wird in einer dünnen Schicht (0,1–0,2 mm) auf ein Trägermate- rial (Glasplatte oder Kunststofffolie) aufgetragen. Das Auftragen der Probe, die Entwicklung und Auswertung erfolgen analog zur Papierchromatografie. Vorteile der DC gegenüber der PC sind die höhere Nachweisempfindlichkeit, die bessere Trennschärfe, der geringere Zeitaufwand und eine einfachere Handha- bung. So ist die DC heute in jedem Labor zur Reinheitskontrolle von Stoffen uner- lässlich. Im Sportbereich ermöglicht sie rasche Dopingkontrollen, in der Gerichts- medizin und der Lebensmittelanalytik spielt sie ebenfalls eine entscheidende Rolle. Säulenchromatografie Für die Auftrennung von Substanzen im Grammbereich wurde die Säulenchro- matografie entwickelt. Das Adsorptionsmittel befindet sich in einem Glasrohr (Säule), die Lösung des Substanzgemisches lässt man von oben in diese ein- fließen. Durch Nachfließenlassen von reinem Laufmittel „spült“ man die einzelnen Substanzen des Gemisches verschieden schnell durch die Säule und kann sie am unteren Ende getrennt auffangen (Abb. 218–2). Durch Verwendung verschiedener Laufmittel hintereinander lassen sich die einzelnen Fraktionen selektiv aus der Säure abtrennen. Abb. 218–1: Schema der PC und DC L a b c Ausgangsgemisch Startlinie Laufmittelfront c : R f = L a : R f = L Reinsubstanzen Laufmittel Entwicklungskammer b : R f = L Abb. 218–2: Schema der Säulenchromatografie Gemisch Laufmittel Säulenfüllung Schüler-Experiment 8.4 Papierchromatografie von Filzstiften VS Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv