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Chromatographie als Trennverfahren 08:17 min

Textversion des Videos

Transkript Chromatographie als Trennverfahren

Hallo und ganz herzlich Willkommen. Chromatographie als Trennverfahren. Für den Start nehmen wir einen Löschblattblock. Ich reiße ein Blatt heraus und schneide mir Papierstreifen. Die Löschpapierstreifen sehen dann so aus. Ich habe ein paar mehr geschnitten. Man weiß ja nie. Sie dienen uns als stationäre Phase. Etwa einen halben Zentimeter vom unteren Rand ziehe ich eine Bleistiftlinie. In etwa gleichem Abstand zeichne ich vier Striche. Mit wasserlöslichen Filzstiften setze ich auf die markierten Stellen kleine Farbflecken. Blau, grün, rot und schwarz. Wir haben hier Substanzen aufgetragen und wie schon gehört: man spricht hier von Startflecken. Jetzt geht es ans Eluieren. Dafür benötigen wir ein Becherglas und eine Flüssigkeit. In unserem Fall ist es Wasser. Wasser ist unser Eluent. Man sagt dazu auch Laufmittel. Wasser ist unsere mobile Phase. Und was wollten wir tun? Richtig! Eluieren! Wir nehmen also unsere stationäre Phase mit den Substanzflecken und tauchen sie in das Wasser, die mobile Phase. Aber Vorsicht! Die Flecken dürfen nicht in das Wasser eintauchen. Das Wasser bewegt sich nun entlang des Löschpapiers nach oben. Wir helfen ihm, indem wir das Becherglas abdecken. Ein großer Teil des Wasserdampfs bleibt dadurch im Becherglas. Jetzt heißt es Warten. Nach etwa drei Stunden: Schauen wir doch einmal nach. Das sieht doch schon Mal hübsch aus. Nun wird das Löschpapier getrocknet. Und jetzt schauen wir uns die Ergebnisse an. Bis hier ist das Wasser gestiegen. Man spricht auch von der Laufmittelfront. Das Löschpapier in Großaufnahme sieht so aus. Erinnert euch! Blau, grün, rot und schwarz. Bei Blau kann ich nur einen großen Fleck erkennen. Bei Grün gibt es neben diesem großen Fleck einen Zweiten und zwar oben, ziemlich klein und gelb. Bei Rot hat man mindestens zwei Flecken. Am Start und oben rot. Und bei Schwarz sogar drei. Am Start einen Fleck, dann den grünen und oben den roten. Das heißt, die Farbe blau besteht aus einem Stoff, die Farbe grün aus zwei Stoffen. Rot besteht auch aus zwei Stoffen. Schwarz besteht gar aus drei Stoffen. Damit haben wir ein neues Trennverfahren kennen gelernt. Man nennt es Chromatographie. Das Wesen der Chromatographie besteht in folgendem: Verschiedene Stoffe haften verschieden stark an der stationären Phase an. Die Bindung bezeichnet man als Adsorption. Die mobile Phase löst sie daher verschieden schnell ab. Die Ablösung der Stoffe nennt man Desorption. Das Ergebnis der verschieden starken Desorptionen durch das Laufmittel führt zur Trennung des Stoffgemisches in reine Stoffe. Die von uns verwendete Art der Chromatographie nennt man Papierchromatographie. Das Verfahren der Chomatographie wurde entdeckt von Michail Semjonowitsch Zwet. Dem russischen Chemiker gelang das im Jahre 1903. Das von ihm verwendete Verfahren nennt man heute Säulenchromatographie. Bei Zwet ging das so: Eine Glassäule mit Ausfluss wird mit Inulin, das ist ein Polysaccharid und die stationäre Phase befüllt. Das Inulin wird mit Ligroin, das ist die mobile Phase, ein Leichtbenzin durchspült. Dann wird oben Chlorophyll aufgetragen und mit Ligroin eluiert. Es gelang ihm eine Trennung von Chlorophyll in Chlorophyll a und Chlorophyll b. Außerdem konnte Zwet durch Auftrennung eines Stoffgemischs Carotin und Xanthophyll erhalten. Also, es gibt Papierchromatographie und Säulenchromatographie. Das ist noch nicht alles. Es gibt viele Arten der Chromatographie. Dünnschichtchromatographie, abgekürzt „DC“. Gaschromatographie, abgekürzt „GC“. Flüssigchromatographie, abgekürzt „LC“. „L“ steht für Liquid, flüssig. Hochauflösende Flüssigkeitschromatographie. Hier verwendet man fast nur die englische Abkürzung „HPLC“. Gelpermeationschromatographie, abgekürzt „GPC“. Und Ionenaustauschchromatographie. Häufig verwendet man die englische Abkürzung „IEC“. Die Chromatographie hat eine große praktische Bedeutung. In der Synthesechemie möchte man feststellen, ob die Reaktion erfolgreich war. In der analytischen Chemie werden Stoffe auf Reinheit untersucht und Stoffgemische analysiert. Natürlich kommt auch die Chemieindustrie ohne Chromatographie nicht aus. Man benötigt die Chromatographie zur Reinigung von Stoffen. Große Bedeutung hat die Chromatographie daher, bei der Herstellung von Arzneimitteln. Übrigens: Zwet bedeutet Farbe. Chromatographie heißt „Farbschreibung“. So, hat euch das Video gefallen? Das war ein weiterer Film von Andre Otto. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss!

3 Kommentare
  1. Default

    Geil

    Von Abrack, vor etwa 2 Jahren
  2. 001

    Sei nie der erste, um das Neue zu erkennen,
    Gleichwohl nie letzter, um vom Alten sich zu trennen.

    Von André Otto, vor etwa 2 Jahren
  3. Default

    ja ich will der erste sein

    juhuuuuuuuu

    juhuuuuuuu

    Von Oleinma, vor etwa 2 Jahren

Chromatographie als Trennverfahren Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Chromatographie als Trennverfahren kannst du es wiederholen und üben.

  • Beschreibe das Wesen der Chromatographie.

    Tipps

    Das Lösungsmittel „bewegt“ sich an dem Papier hoch. Ist die Phase somit mobil oder stationär?

    Lösung

    Die Chromatographie ist ein Trennverfahren. Mit ihr können aus einem Stoffgemisch einzelne Komponenten herausgetrennt werden, sodass im Idealfall am Ende reine Stoffe vorliegen. Aber wie funktioniert das nun? Bei der Chromatographie hast du zwei Phasen: Zum einen gibt es eine mobile Phase. Ein Beispiel dafür ist Wasser. Wie der Name schon sagt, bewegt sich diese Phase, sie zieht sich durch das Papier. Papier ist also die stationäre Phase. Auf ihr wird das Gemisch aufgetragen. Das Anhaften der Komponenten an der stationären Phase nennt man Adsorption. Der Umkehrprozess, also das Lösen durch das Wasser, auch als mobile Phase bezeichnet, wird Desorption genannt.

  • Nenne Verwendungsmöglichkeiten für die Chromatographie.

    Tipps

    Bei der Chromatographie handelt es sich um ein Trennverfahren.

    Lösung

    Die Chromatographie ist ein Trennverfahren. Wenn Komponenten in einem Gemisch unterschiedlich stark an der stationären Phase haften, bzw. unterschiedlich gut im Lösungsmittel löslich sind, dann können sie mit Hilfe der Chromatographie getrennt werden. Wenn Stoffe von anderen getrennt werden können, kann das Verfahren auch gut zur Reinigung von Stoffen verwendet werden. So kann ein gewünschtes Produkt gut von unerwünschten Verunreinigungen getrennt werden.

  • Erkläre, was die mobile Phase ist.

    Tipps

    Im Video hast du eine Chromatographie mit Wasser und Papier gesehen. Welche dieser beiden Komponenten hat sich „bewegt“?

    Das Herauslösen von Stoffen wird auch als Eluieren bezeichnet.

    Lösung

    Als mobile Phase wird bei einer Chromatographie das Lösungsmittel bezeichnet. Dieses bewegt sich entlang der stationären Phase und löst so die einzelnen Komponenten aus dem Gemisch unterschiedlich stark heraus. Da sich diese Phase „bewegt“, wird sie als mobil bezeichnet. Die mobile Phase ist somit beim Eluieren zwingend notwendig.

  • Interpretiere das Chromatogramm.

    Tipps

    Die Chromatographie ist ein Trennverfahren. Aus einem Gemisch trennt man so die Einzelkomponenten aufgrund unterschiedlicher Eigenschaften.

    Die Trennung erfolgt durch unterschiedliche Löslichkeiten im Laufmittel.

    Lösung

    Dieses Chromatogramm zeigt die einzelnen Bestandteile aus einem Blattextrakt. Die Trennung der einzelnen Farbkomponenten erfolgt durch Chromatographie, wobei als Lösungsmittel unpolares Benzin verwendet wird. Wenn das unpolare Benzin nun durch die stationäre Phase steigt, dann werden die unpolaren Bestandteile weiter transportiert als die polaren. Auch hier gilt der Merksatz: Gleiches löst sich in Gleichem. Die unpolaren Carotine laufen also am weitesten. Das erkennst du an dem orangegelben Farbfleck nahe dem Laufmittel. Die polaren Xanthophylle werden nicht weit vom Benzin mitgezogen, da sie sich schlechter lösen. Die grünen Chlorophylle erkennst du in der Mitte.

  • Beschreibe die Durchführung einer Chromatographie.

    Tipps

    Überlege dir, welche einzelnen Komponenten für eine Chromatographie nötig sind und wie sie angeordnet sein müssen.

    Lösung

    Um ein Gemisch durch Chromatographie zu trennen, brauchst du eine stationäre Phase, also z.B. Papier, und eine mobile Phase, also ein Lösungsmittel.

    1. Zuerst trägst du das Gemisch, das getrennt werden soll, auf die stationäre Phase auf.
    2. Dann stellst du diese in das Gefäß mit dem Laufmittel, ohne dass die Substanzen eintauchen.
    3. Das Gefäß wird nun abgedeckt.
    4. Das Lösungsmittel steigt durch die stationäre Phase und die Komponenten des Gemisches trennen sich aufgrund verschiedener Moleküleigenschaften.
    5. Wenn der Versuch beendet ist, wird die Laufmittelfront markiert. Das ist die Linie, bis zu der das Lösungsmittel an der stationären Phase gestiegen ist.

  • Nenne die Komponenten, aus denen das Gemisch besteht.

    Tipps

    Die Einzelkomponenten tauchen auch im Gemisch an der gleichen Stelle auf, an der sie auch beim Einzelversuch auftreten.

    Lösung

    Bei der Chromatographie wird ein Stoffgemisch in seine einzelnen Komponenten getrennt. Wenn man wissen will, woraus das Gemisch besteht, kann man die vermuteten Einzelkomponenten unter gleichen Bedingungen eluieren. Man verwendet also hierbei dasselbe Lösungsmittel und dieselbe stationäre Phase. Unter diesen Bedingungen laufen die Einzelkomponenten genauso weit und haben das gleiche „Muster“ auf dem Chromatogramm wie im Gemisch und können so gut identifiziert werden. In diesem Beispiel siehst du also im Gemisch einen hellblauen, einen grünen und einen magentafarbenen Fleck und diese auch noch an der gleichen Stelle, wie bei den Einzelkomponenten. So kannst du dir also sehr sicher sein, dass das Gemisch aus den Komponenten B, C und D besteht.