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Dünnschichtchromatografie

Dünnschichtchromatografie: DC trennt Proben in ihre Bestandteile auf und eignet sich zur Analyse unbekannter Substanzen. Das Verfahren zeigt Ähnlichkeiten zur Säulenchromatografie, ist aber einfacher durchzuführen. Erfahre, wie DC funktioniert und was du dafür brauchst! Interessiert? Mehr Details findest du im folgenden Text.

Alle Inhalte sind von Lehrkräften & Lernexperten erstellt
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Die Autor*innen
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André Otto
Dünnschichtchromatografie
lernst du in der 11. Klasse - 12. Klasse - 13. Klasse

Dünnschichtchromatografie Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Dünnschichtchromatografie kannst du es wiederholen und üben.
  • Beschreibe das allgemeine Trennverfahren der Chromatographie.

    Tipps

    Ein Beispiel für die mobile Phase ist Ethanol.

    Lösung

    Die Chromatographie ist ein Trennverfahren. Grundsätzlich besteht das Trennverfahren immer aus einer stationären Phase, auf der die Probe aufgetragen ist und an der sie durch Adsorption haftet, und der moblien Phase. Diese mobile Phase bewegt sich über die Stationäre und löst die adsorbierten Stoffe. Es erfolgt ein Stofftransport.

    Bei der Dünnschichtchromatographie besteht die stationäre Phase z.B. aus Kieselgel und die mobile Phase aus einem Lösungsmittel wie Ethanol. Es gibt aber auch noch eine Reihe von anderen chromatographischen Trennverfahren, denen das gleiche, allgemeine Prinzip zu Grunde liegt:

    • Gaschromatographie
    • Säulenchromatopgraphie
    • Papierchromatographie

  • Bestimme, ob folgende Beispiele stationäre oder mobile Phase sind.

    Tipps

    mobil bedeutet beweglich

    Lösung

    Die stationäre Phase besteht aus einem Feststoff, der möglichst gut Stoffe adsorbieren kann. Die Moleküle sollen also möglichst gut an ihm haften bleiben. Die mobile Phase hingegen ist häufig ein Lösungsmittel, welches die Stoffe der Probe möglichst gut über die stationäre Phase bewegen soll. Da das Laufmittel der Teil ist, der sich über die DC-Platte bewegt, wird dieses als mobile Phase bezeichnet. Die Platte ist unbeweglich, sie wird als stationäre Phase bezeichnet.

    Je nachdem, wie stark die Stoffe in der Probe an der stationären Phase adsorbiert werden bzw. wie gut sie sich im Lösungsmittel transportieren lassen, entstehen unterschiedliche Laufweiten für unterschiedliche Stoffe, die dann zur Identifizierung genutzt werden können.

  • Entscheide, welche Chromatogramme aussagekräftig sind.

    Tipps

    Chromatographie ist ein Trennverfahren. Es geht also darum, etwas klar zu trennen.

    Lösung

    Die Dünnschichtchromatographie kann zu verschiedenen Zwecken eingesetzt werden. Es mit ihrer Hilfe kann z.B. ein Reaktionsverlauf beoabachtet werden. Dazu werden sowohl das Edukt als auch das Produkt auf das Trägermaterial aufgetragen und dann mit der Probe aus dem Reaktionsgemisch verglichen. Ein Beispiel dafür ist Chromatogramm 4.

    Es kann aber auch dazu dienen, ein Gemisch in seine verschiedenen Komponenten zu trennen. Die einzelnen Komponenten müssen dazu in ausreichend weitem Abstand nach der Trennung liegen, damit sie eindeutig identifiziert werden können. Ein gutes Beispiel dafür ist Chromatogramm 1.

    Chromatogramme, bei denen alle Komponenten bis zum Schluss über das Trägermaterial laufen, lassen sich nicht auswerten. In dem Fall sollte ein unpolareres Laufmittel verwendet werden. Schlecht auswertbar sind außerdem Chromatogramme, bei denen die Probe nicht klar abgegrenzt läuft, sondern sich breit verteilt (Chromatogramm 5). In diesem Fall scheint die Probe nicht rein zu sein, dadurch lässt sich schwer erkennen, ob die Referenzverbindung enthalten ist.

    Auch Chromatogramm 3 ist nicht auswertbar, da der Probenauftrag zu konzentriert und groß erfolgt ist. Die Trennung lässt sich so nicht erkennen.

  • Bestimme die Fehler bei folgender Dünnschichtchromatographie.

    Tipps

    Wie sieht ein gutes Chromatogramm aus und was muss man bei der Erstellung beachten?

    Lösung

    Als Erstes muss Ben seine Probe auftragen. Diese sollte allerdings verdünnt sein und als kleiner Punkt aufgetragen werden. Dicke und große Flecken lassen sich schwer trennen.

    Als nächstes muss die DC-Platte dann in das Lösungsmittel gestellt werden. Dabei achtet Ben ganz richtig darauf, dass der Fleck nicht in das Lösungsmittel eintaucht, damit sich die Probe nicht schon im Lösungsmittel am Boden löst.

    Ist die Trennung erfolgt, und damit die mobile Phase an der stationären hoch gewandert, muss die DC-Platte getrocknet werden. Das überschüssige Lösungsmittel mit Wasser abspülen zu wollen, ist eine sehr schlechte Idee. Wasser ist selbst ein Lösungsmittel und würde das Ergebnis stark verändern.

    Als letzter Schritt folgt die Entwicklung der Platte. Wenn die Substanzen farblos und UV-aktiv sind, lassen sie sich mit einer UV-Lampe sichtbar machen. Nun kann das Ergebnis der Trennung ausgewertet werden.

  • Ordne die Teilschritte der Dünnschichtchromatographie.

    Tipps

    Erinnere dich zunächst an das allgemeine Prinzip des Trennverfahrens: Eine adsorbierte Probe wird bewegt. Was muss also zuerst geschehen?

    Lösung

    Grundsätzlich solltest du bei einer Dünnschichtchromatographie wie folgt vorgehen:

    1. Probe verdünnen: Zu konzentrierte Proben liefern keine aussagekräftigen Chromatogramme.

    2. Probe auftragen: Verwende dazu immer eine dünne Kapillare, damit der Probenfleck nicht zu groß wird.

    3. DC-Platte ins Laufmittel stellen: Achte darauf, dass der Probenauftrag nicht ins Lösungsmittel hineinragt.

    4. Stoffauftrennung: Das Lösungsmittel zieht sich durch Kapillarkräfte durch die stationäre Phase. Die unterschiedlichen Komponenten der Probe werden nun unterschiedlich weit vom Lösungsmittel transportiert.

    5. Trocknung: Dafür eignet sich ein herkömmlicher Fön.

    6. Entwicklung: Nicht erkennbare Komponenten werden durch verschiedene Entwicklungsmöglichkeiten, wie UV-Licht oder Besprühen mit Schwefelsäure, sichtbar gemacht.

    7. Auswertung: Zum Schluss kannst du das Chromatogramm auswerten und bestimmen, aus welchen Bestandteilen das Gemisch besteht.

  • Werte folgendes Chromatogramm aus.

    Tipps

    Was verraten dir Farbflecke mit unterschiedlicher Laufweite auf dem Chromatogramm?

    Lösung

    Der grüne Blattextrakt besteht natürlich zu einem Teil aus Chlorophyll. Wird der Blattextrakt allerdings durch eine Dünnschichtchromatographie getrennt, werden auch andere Farbstoffe erkennbar. Im Herbst, wenn das Chlorophyll abgebaut wird, siehst du die anderen Farbstoffe auch. In Blättern sind nämlich auch gelbe Xanthophylle und orange Carotine enthalten.

    Die Farbstoffe zeigen alle eine unterschiedliche Löslichkeit in Wasser. Deshalb werden sie unterschiedlich weit von der mobilen Phase transportiert. Deutlich wird außerdem, dass zwei verschiedene, grüne Farbstoffe im Blattextrakt enthalten sind.