Analysemethoden 2

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Analysemethoden 2
Chemie
PowerPoint Präsentation im Rahmen des
Intel-Kurses
Steuerung durch Klick auf die Tasten
direkt zur Versuchsanleitung
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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.
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Welche Methode eignet sich, um das Problem
schnell und einfach zu lösen?
- IR -Spektroskopie
- UV-Spektroskopie
- Elementaranalyse
- Chromatographie
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Nein !

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

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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
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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.
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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.

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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.
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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
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Anleitung zur Auftrennung von Blattfarbstoffen 1
1.Suchen Sie sich von zwei verschiedenen Pflanzen
geeignete Blätter!
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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
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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!
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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.
-
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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!
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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!
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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)
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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
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Wovon ist der Trenneffekt abhängig?
Betrachten Sie sich die beiden Chromatogramme!
-
gleiches Laufmittel, gleiche Temperatur und
Dampfsättigung
aber unterschiedliche Trägermaterialien
DC-Folie Papier
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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!
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Ende