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Analysemethoden 2Analysemethoden 2

PowerPoint – Präsentation im PowerPoint – Präsentation im Rahmen des Intel-Kurses Rahmen des Intel-Kurses

AufgabeAufgabe

Weisen Sie nach, Weisen Sie nach, dass die typischen dass die typischen Herbstfarben der Herbstfarben der Blätter schon im Blätter schon im grünen Blatt grünen Blatt vorhanden sind !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.

Welche Methode eignet sich, Welche Methode eignet sich, um das Problem schnell und um das Problem schnell und

einfach zu lösen?einfach zu lösen?

- IR -Spektroskopie

- UV-Spektroskopie

- Elementaranalyse

- Chromatographie

Nein !Nein !

Ihre Methode bringt sicherlich brauchbare Ihre Methode bringt sicherlich brauchbare Ergebnisse, aber Aufwand und Nutzen Ergebnisse, aber Aufwand und Nutzen stehen in keinem Verhältnis.stehen in keinem Verhältnis.

Wählen Sie eine andere Methode!Wählen Sie eine andere Methode!

Richtig, Richtig, die Chromatographie!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!

Papierchromatographie

Dünnschichtchromatographie

Chromatographie

Säulenchromatographie

Gaschromatographie

Nachdem Sie sich die einzelnen Verfahren angesehen haben, geht es hier weiter:

- als Trägermaterial wird Papier verwendetals Trägermaterial wird Papier verwendet - Papier ist stets etwas feucht und damit ein gutesPapier ist stets etwas feucht und damit ein gutes

hydrophiles Mediumhydrophiles Medium

Papier ist preiswert und es lässt sich gut verarbeitenPapier ist preiswert und es lässt sich gut verarbeitenDurch Spezialpapiere von gleich bleibender Qualität Durch Spezialpapiere von gleich bleibender Qualität lassen lassen

sich reproduzierbare Ergebnisse erzielensich reproduzierbare Ergebnisse erzielen..

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 ).

PapierchromatographiePapierchromatographie

DünnschichtchromatographieDünnschichtchromatographie Zur Analyse von Probenmaterial hat Zur Analyse von Probenmaterial hat

sich die Dünnschichtchromatographie sich die Dünnschichtchromatographie sehr bewährt.sehr bewährt.

Das Trägermaterial wurde in einer Das Trägermaterial wurde in einer dünnen Schicht (Name!) auf eine feste dünnen Schicht (Name!) auf eine feste Unterlage aufgebracht. Unterlage aufgebracht.

Durch eine gesteuerte Auswahl der Durch eine gesteuerte Auswahl der Schichtmaterialien kann die Adsorption Schichtmaterialien kann die Adsorption geschickt beeinflusst werden. geschickt beeinflusst werden.

Das Trägermaterial kann hydrophil Das Trägermaterial kann hydrophil (Cellulose) oder mehr hydrophob (Cellulose) oder mehr hydrophob (Kieselgel) sein.(Kieselgel) sein.

In einer mit Dampf gesättigten In einer mit Dampf gesättigten Kammer wird mittels des Eluenten Kammer wird mittels des Eluenten (Laufmittel) die Probe in verschieden (Laufmittel) die Probe in verschieden gut lösliche Fraktionen getrennt.gut lösliche Fraktionen getrennt.

GaschromatographieGaschromatographie

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.

SäulenchromatographieSäulenchromatographie

Ein Stoffgemisch (hydrophiles „Rot“ und hydrophobes „Gelb“) wird auf die Säule (hydrophiles Trägermaterial) aufgetragen und ständig mit Lösungsmittel (LM hydrophob) eluiert.

Gelb

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.

LMRot

Gelb

Probe

Säule

LM fließt

Anleitung zur Auftrennung von Anleitung zur Auftrennung von Blattfarbstoffen 1Blattfarbstoffen 1

1.Suchen Sie sich von zwei verschiedenen Pflanzen geeignete Blätter!

Anleitung zur Auftrennung von Anleitung zur Auftrennung von Blattfarbstoffen 2Blattfarbstoffen 2

2. Bereiten Sie Ihren Arbeitsplatz vor!

Sie benötigen:

Aceton und Petrolether

Mörser und Kammer

Filterpapier, Trichter und Petrischalen

DC-Folie, Bleistift ,Lineal

Anleitung zur Auftrennung von Anleitung zur Auftrennung von Blattfarbstoffen 3Blattfarbstoffen 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!

Anleitung zur Auftrennung von Anleitung zur Auftrennung von Blattfarbstoffen 4Blattfarbstoffen 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.

Anleitung zur Auftrennung von Anleitung zur Auftrennung von Blattfarbstoffen 5Blattfarbstoffen 5

Stellen Sie die Folie in eine Kammer, die mit Laufmittel gefüllt ist!

Die Startlinie darf nicht in das Lösungsmittel eintauchen!

Führen Sie jetzt das Führen Sie jetzt das Experiment durch und Experiment durch und

vergleichen Sie dabei zwei vergleichen Sie dabei zwei verschiedene verschiedene

Pflanzenproben!Pflanzenproben!

Vergleichen Sie anschließend Ihre Ergebnisse mit

den Auswertungen in den nächsten Folien!

Auswertung 1Auswertung 1

Markieren Sie die die getrennten

Stoffe!

Markieren Sie die Lösungsmittelfront

Bei der Auswertung bestimmt man den Retentionsfaktor für die einzelnen Substanzen. Er errechnet sich aus:

a

b

Rf= ----------------------a (Strecke der Probe)

b (Strecke des Laufmittels)

Auswertung 2Auswertung 2

- Deutlich sind unterschiedliche Farbstoffe zu erkennen.

- Carotin

Chlorophyll a

Chlorophyll b

Lutein

Violaxanthin

Neoxanthin

Quelle der Zuordnung: Begleittext zum Experimentierset „Farbstoffe in Lebensmitteln und Pflanzen“; von OStr.P.Haas

Wovon ist der Trenneffekt Wovon ist der Trenneffekt abhängig?abhängig?

-

Betrachten Sie sich die beiden Chromatogramme!

DC-Folie Papier

gleiches Laufmittel, gleiche Temperatur und Dampfsättigung

aber:unterschiedliche Trägermaterialien

weitere Aufgaben: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!

EndeEnde