Analysemethoden 2

1. Analysemethoden 2 Chemie PowerPoint – Präsentation im Rahmen des Intel-Kurses Steuerung durch Klick auf die Tasten direkt zur Versuchsanleitung

2. Aufgabe • Weisen Sie nach, dass die typischen Herbstfarben der Blätter schon im grünen Blatt vorhanden sind ! Welches Problem ist zu lösen? Wenn die anderen Farbstoffe schon vorhanden sind, dann ist das resultierende Blattgrün eine Mischfarbe. Man muss ein Trennverfahren finden, mit dessen Hilfe sich die Farben trennen lassen.

3. Welche Methode eignet sich, um das Problem schnell und einfach zu lösen? - IR -Spektroskopie - UV-Spektroskopie - Elementaranalyse - Chromatographie

4. Nein ! Ihre Methode bringt sicherlich brauchbare Ergebnisse, aber Aufwand und Nutzen stehen in keinem Verhältnis. Wählen Sie eine andere Methode!

5. Richtig, die Chromatographie! Man unterscheidet verschiedene Arten der chromatographischen Trennung, die alle auf dem Prinzip der Adsorption und Verteilung zwischen verschiedenen Phasen beruhen. Schauen Sie sich die Auswahl der Methoden genauer an und entscheiden Sie sich für eine! Chromatographie Papierchromatographie Säulenchromatographie Dünnschichtchromatographie Gaschromatographie Nachdem Sie sich die einzelnen Verfahren angesehen haben, geht es hier weiter:

6. Papierchromatographie • Papier ist stets etwas feucht und damit ein gutes • hydrophiles Medium • als Trägermaterial wird Papier verwendet Nutzt man zur Trennung hydrophobe Lösungsmittel (Eluenten), so stellt sich ein Gleichgewicht zwischen wässriger Phase (Papier) und dem Lösungsmittel ein. Die zu trennenden Stoffe werden je nach ihrer Affinität zu den unterschiedlichen Phasen verteilt (VERTEILUNGSCHROMATOGRAPHIE). Durch das Aufsteigen des Eluenten im Papier trennen sich die verschiedenen Stoffe räumlich ( immer neue Gleichgewichtslagen!) voneinander in Fließrichtung ( auf- oder absteigende Chromatographie ). Papier ist preiswert und es lässt sich gut verarbeiten Durch Spezialpapiere von gleich bleibender Qualität lassen sich reproduzierbare Ergebnisse erzielen.

7. Dünnschichtchromatographie • Zur Analyse von Probenmaterial hat sich die Dünnschichtchromatographie sehr bewährt. • Das Trägermaterial wurde in einer dünnen Schicht (Name!) auf eine feste Unterlage aufgebracht. • Durch eine gesteuerte Auswahl der Schichtmaterialien kann die Adsorption geschickt beeinflusst werden. • Das Trägermaterial kann hydrophil (Cellulose) oder mehr hydrophob (Kieselgel) sein. • In einer mit Dampf gesättigten Kammer wird mittels des Eluenten (Laufmittel) die Probe in verschieden gut lösliche Fraktionen getrennt.

8. Gaschromatographie Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem Gase als mobile Phase bei der Chromatographie dienten. Bei der Gaschromatographie (GC) lassen sich Gemische aus Gasen oder verdampfbaren (meist organischen) Stoffen trennen. Als Säule werden temperierbare Rohre mit geringem Durchmesser verwendet. Sie sind mit einem Trägermaterial aus Kieselgel und Siliconölen (Adsorption und Verteilung) beschickt. Durch sie wird der Gasstrom geleitet. Die Proben werden mittels Mikrospritze injiziert. Dabei wird die unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit ausgenutzt, die Gase zu detektieren. Die Messwerte werden über Wandler, per Computer, grafisch dargestellt.

9. Säulenchromatographie LM Rot Gelb LM fließt Probe der rote Stoff wandert langsamer Die Stoffe trennen sich durch ihre unterschiedliche Adsorption am Trägermaterial und durch die entstehenden Verteilungsgleichgewichte. „Gelb“ verlässt als erster Stoff die Säule. Säule Ein Stoffgemisch (hydrophiles „Rot“ und hydrophobes „Gelb“) wird auf die Säule (hydrophiles Trägermaterial) aufgetragen und ständig mit Lösungsmittel (LM hydrophob) eluiert. Gelb

10. Anleitung zur Auftrennung von Blattfarbstoffen 1 1.Suchen Sie sich von zwei verschiedenen Pflanzen geeignete Blätter!

11. Anleitung zur Auftrennung von Blattfarbstoffen 2 2. Bereiten Sie Ihren Arbeitsplatz vor! Sie benötigen: Aceton und Petrolether Mörser und Kammer Filterpapier, Trichter und Petrischalen DC-Folie, Bleistift ,Lineal

12. Anleitung zur Auftrennung von Blattfarbstoffen 3 Zerreiben Sie die Blätter unter Zugabe von Aceton mit etwas Quarzsand und wenig Kalziumkarbonat, bis ein homogener Brei entsteht und filtrieren Sie diesen in eine Petrischale!

13. Anleitung zur Auftrennung von Blattfarbstoffen 4 1. Sollte die Probe zu dünnflüssig sein, konzentrieren Sie die Lösung mittels Fön. 2. Bereiten Sie Ihre Folie vor (nicht die Oberfläche zerkratzen beim Markieren der Startlinie). 3. Nehmen Sie etwas von der Probe mit der Glaskapillare auf und übertragen Sie es auf die Startlinie! 4. Wiederholen Sie den Vorgang nach Bedarf, bis ein deutlicher, möglichst kleiner Fleck zu sehen ist. -

14. Anleitung zur Auftrennung von Blattfarbstoffen 5 Stellen Sie die Folie in eine Kammer, die mit Laufmittel gefüllt ist! Die Startlinie darf nicht in das Lösungsmittel eintauchen!

15. Führen Sie jetzt das Experiment durch und vergleichen Sie dabei zwei verschiedene Pflanzenproben! Vergleichen Sie anschließend Ihre Ergebnisse mit den Auswertungen in den nächsten Folien!

16. Auswertung 1 Markieren Sie die Lösungsmittelfront Bei der Auswertung bestimmt man den Retentionsfaktor für die einzelnen Substanzen. Er errechnet sich aus: Markieren Sie die die getrennten Stoffe! b Rf= ---------------------- a (Strecke der Probe) a b (Strecke des Laufmittels)

17. Auswertung 2  - Carotin Deutlich sind unterschiedliche Farbstoffe zu erkennen. - Chlorophyll a Chlorophyll b Lutein Violaxanthin Neoxanthin Quelle der Zuordnung: Begleittext zum Experimentierset „Farbstoffe in Lebensmitteln und Pflanzen“; von OStr.P.Haas

18. Wovon ist der Trenneffekt abhängig? Betrachten Sie sich die beiden Chromatogramme! - gleiches Laufmittel, gleiche Temperatur und Dampfsättigung aber: unterschiedliche Trägermaterialien DC-Folie Papier

19. weitere Aufgaben: 1. Untersuchen Sie bei gleicher Temperatur und gleichem Trägermaterial den Einfluss des Eluenten! 2. Informieren Sie sich im Internet oder in der Literatur nach den Erfindern der Chromatographie und weiteren Methoden!

20. Ende