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Chemieprotokoll
Dünnschicht-Chromatografie
Das Wort "Chromatographie" kommt aus dem lateinischen und heißt in etwa "mit Farbe schreiben". In der Chemie versteht man darunter eine Technik zur analytischen Trennung von Stoffen.
Bei der Dünnschicht-Chromatographie (DC) verwendet man eine feste Phase auf einem Trägermaterial (meist eine Glasplatte), auf der die zu untersuchenden Stoffe getrennt werden. Die feste Phase besteht häufig aus Kieselgel, welches sehr fein auf dem Trägermaterial verteilt ist.
Auf die DC-Platten trägt man mit Hilfe einer Kapillare die Proben punktförmig entlang der Startreihe auf und lässt sie eintrocknen. Anschließend stellt man die DC-Platte in eine Trennkammer, die gerade soviel von der mobilen Phase (Laufmittel) enthält, dass die Startlinie knapp über dem Flüssigkeitsspiegel ist. Das Laufmittel steigt die beschichtete Glasplatte hoch (Kapillarkräfte) und nimmt den Stoff (die Probe) aufgrund unterschiedlicher Verzögerung der Wandergeschwindigkeiten unterschiedlich weit mit (Adsorption). Wenn die Adsorptionskraft für einen bestimmten Stoff zu groß wird und er nicht mehr mit der mobilen Phase weiterwandern kann, setzt sich der Stoff ab und es bildet sich ein Fleck dieses Stoffes auf einer bestimmten Höhe.
Auf diese Weise kann man Farbstoffgemische auftrennen und zeigen, dass eine scheinbar einfarbige Lösung aus vielen verschiedenfarbigen Komponenten besteht. Substanzen ohne sichtbaren Farbstoff können unter UV-Licht sichtbar gemacht werden.
Versuch 4:
Trennung von Blattfarbstoffen
Um die Rohchlorophylllösung zu erhalten, schneidet man frische Blätter klein, gibt Quarzsand und Kalk (CaCO3) dazu und zerreibt sie unter Zusatz von etwa 10ml Aceton (C3H6O) gut mit einem Mörser in einer Reibschale. Anschließend wird die Substanz filtriert und man erhält eine grüne Rohchlorophylllösung.
(Die Lösung sollte über ein kräftiges
dunkles Grün verfügen)
Danach wird das Fließmittel vorbereitet. Es besteht aus 5ml Benzin,
5ml Petroläther und 1ml Propanol-2. Das Laufmittel wird letztlich nur noch durchgeschwenkt.
Anschließend wird die Rohchlorophylllösung mit einer Kapillare strichförmig etwa 2cm vom unteren Rand entfernt, auf eine DC-Kieselgelplatte aufgetragen. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt (Zwischentrocknung!).
Zuletzt wird das DC in die mit dem Laufmittel befüllte Trennkammer gestellt.
Nach ca. 10min, sofern die Laufmittelfront bis kurz vor den oberen Rand der DC-Platte gelaufen ist, wird die Platte aus der Trennkammer heraus genommen und markiert sofort die Laufmittelfront und lässt die Platten endgültig trocknen.
Beobachtung:
Das Laufmittel steigt die mit Kieselgel beschichtete DC-Platte hoch und nimmt die verschiedenen Farbstoffe unterschiedlich weit mit. Es bilden sich braune, gelbe, hell- sowie dunkelgrüne strichförmige Farbfronten. Man kann beobachten dass die vorher einfarbige Substanz sich nun in mehrfarbige Komponenten aufgeteilt hat. Ich vermute dass die einzelnen Farbstoffe unterschiedlich weit vom Laufmittel getragen wurden.
Erklärung:
Das Laufmittel, bestehend aus Benzin, Petroläther und Propanol-2 steigt auf Grund der Kapillarwirkung die mit Kieselgel beschichtete DC-Platte hoch und zieht die im Laufmittel unterschiedlich gut gelösten Bestandteile unterschiedlich weit mit. Wenn der Stoff nicht mehr weiterwandern kann setzt er sich ab und es entsteht ein farblicher Fleck.
Der braune Fleck ist wahrscheinlich ein Oxidationsprodukt.
Rf -Wert 1 (Braun) = 0.083
Rf -Wert 2 (Gelb) = 0.10
Rf -Wert 3 (hellgrün) = 0.128
Rf -Wert 4 (dunkelgrün) = 0.216
Die Namen der einzelnen Farbstoffe können aus der Grafik entnommen werden.
Versuch 5:
Trennung der Farbstoffe des Paprikapulvers
Man gibt mit einem Spatel ca. 1cm hoch Paprikapulver in ein Gefäß und löst es in Aceton (Trivialname für Propanon). Anschließend trägt man die Suspension wiederholt auf eine DC-Platte auf (mit Kieselgel beschichtet) und stellt sie in eine mit 10ml Benzin und 1ml Propanol-2 befüllten Chromatographiekammer. Schließlich lässt man die Laufmittelfront bis kurz vor Ende der DC-Platte laufen.
Beobachtung:
Ebenso wie bei dem vorherigen Versuch steigt das Laufmittel die mit Kieselgel beschichtete DC-Platte hoch und nimmt die verschiedenen Farbstoffe unterschiedlich weit mit. Es bilden sich rot/braune, gelbe, sowie noch ein wenig hellere gelbe strichförmige Farbfronten.
Erklärung:
Da das Paprikapulver besonders viele verschiedene Farbstoffe aufweist, ist es ein gutes Anschauungsbeispiel für die Trennung der Farben.
Allgemein gibt es nur 3 Pflanzenfarbstoffgruppen:
Chlorophyllen, Xantophyllen und Carotinoiden.
Die charakteristisch roten Paprikafarbstoffe gehören den Carotinoiden an und werden Capsanthin und Capsorubin genannt und die gelben Vertreter heißen Cucurbiten.
Der Gesamtcarotinoidgehalt im Paprikapulver liegt bei 0,1 bis 0,5 %.
Versuch 6:
Trennung von Testfarbstoffen
Man trägt 4 Farbstoffe auf die Startlinie eines DC's und als Vergleich nimmt man das Testfarbstoffgemisch 3.
Die 4 Farbstoffe lauten: Buttergelb, Blau, Gelborange und Brilliantschwarz. Anschließend stellt man das DC in eine mit dafür geeignetem Laufmittel befüllten Chromatographiekammer.
Beobachtung:
Die verschiedenen Farbstoffe werden unterschiedlich weit vom Laufmittel getragen und die Farbflecke verteilen sich unterschiedlich vertikal. Man kann gut beobachten dass manche Farbstoffe weiter, manche allerdings nicht so weit getragen werden.
Erklärung:
Aufgrund unterschiedlicher Verzögerung der Wandergeschwindigkeiten nimmt das Laufmittel die Farbstoffe unterschiedlich weit mit.
(nähere Erläuterung siehe oben)
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