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Chemie
Dünnschichtchromatographie (Trennverfahren)
Dünnschichtchromatographie: Ein effektives Trennverfahren in der Chemie
Die Dünnschichtchromatographie ist eine wichtige analytische Methode zur Trennung von Stoffgemischen. Sie basiert auf dem Prinzip unterschiedlicher Löslichkeit und Adsorption von Substanzen.
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Dünnschichtchromatographie: Ein effektives Trennverfahren in der Chemie
Die Dünnschichtchromatographie ist eine wichtige analytische Methode zur Trennung von Stoffgemischen. Sie basiert auf dem Prinzip unterschiedlicher Löslichkeit und Adsorption von Substanzen.
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Die Dünnschichtchromatographie (DC) ist ein wichtiges Trennverfahren in der Chemie. Es basiert auf dem Prinzip, dass verschiedene Chemikalien unterschiedlich löslich sind und in unterschiedlichem Maße an einer Oberfläche adsorbiert werden.
Der Aufbau einer DC-Apparatur besteht aus zwei Hauptkomponenten:
Die stationäre Phase: Eine Platte mit einer Folie, auch Chromatogramm genannt. Hier wird die zu untersuchende Substanz in gelöster Form punktförmig auf eine Startlinie aufgetragen.
Die mobile Phase: Ein luftdicht abgeschlossener Kasten, der die Platte und ein flüssiges Lösungsmittel enthält.
Vocabulary: Stationäre Phase - Der unbewegliche Teil des chromatographischen Systems, meist Kieselgel.
Die stationäre Phase besteht in der Regel aus Kieselgel, das aufgrund seiner freien Si-OH (Silanol) Gruppen polar ist. Diese Eigenschaft ermöglicht es, über Wasserstoffbrücken bevorzugt ungesättigte und polare Moleküle zu binden.
Definition: Kieselgel - Ein poröses, hochadsorptives Material, das als stationäre Phase in der Dünnschichtchromatographie verwendet wird.
Für die mobile Phase werden oft Gemische aus polaren und unpolaren Chemikalien verwendet. Ein typisches Beispiel ist die Kombination von Essigsäureethylester (polar) und Petrolether (unpolar, ein Gemisch aus Hexan und Pentan). Das Mischungsverhältnis kann angepasst werden, um eine optimale Trennung der Substanzen zu erreichen.
Example: Ein gängiges Lösungsmittelgemisch für die Dünnschichtchromatographie könnte aus 70% Essigsäureethylester und 30% Petrolether bestehen.
Das Trennprinzip der DC beruht auf einem dynamischen Gleichgewicht zwischen der adsorbierten und der flüssigen Phase für jeden Bestandteil der Probe. Dieses Gleichgewicht ist für jeden Stoff unterschiedlich, was zu unterschiedlichen Laufstrecken auf dem Chromatogramm führt.
Highlight: Die Dünnschichtchromatographie Durchführung nutzt das unterschiedliche Lösungs- und Adsorptionsverhalten von Substanzen, um sie voneinander zu trennen.
Bei der Auswertung wird das Chromatogramm unter UV-Licht betrachtet, wodurch die einzelnen Bestandteile der Probe als getrennte Punkte sichtbar werden. Zur Identifizierung der Bestandteile wird der Rf-Wert (Retentionsfaktor) berechnet, der dann mit Ergebnissen aus anderen Chromatogrammen verglichen werden kann.
Vocabulary: Rf-Wert - Der Retentionsfaktor, der das Verhältnis der Laufstrecke einer Substanz zur Laufstrecke des Lösungsmittels angibt.
Die Dünnschichtchromatographie Auswertung ist ein entscheidender Schritt, um die Ergebnisse zu interpretieren und die einzelnen Komponenten des untersuchten Stoffgemisches zu identifizieren.
Die Dünnschichtchromatographie ist ein analytisches Trennverfahren, das auf dem Prinzip unterschiedlicher Löslichkeit von Substanzen basiert. Bei diesem Verfahren wandert ein Lösungsmittel durch Kapillarkräfte an einer beschichteten Platte nach oben und trennt dabei die Bestandteile einer Probe. Die Dünnschichtchromatographie einfach erklärt bedeutet: Verschiedene Chemikalien werden unterschiedlich stark an der stationären Phase (meist Kieselgel) adsorbiert und legen daher unterschiedliche Strecken zurück.
Zuerst trägst du die zu untersuchende Substanz punktförmig auf die Startlinie einer beschichteten Platte auf. Dann stellst du die Platte in einen luftdicht verschlossenen Behälter mit Lösungsmittel. Die Dünnschichtchromatographie Durchführung setzt sich fort, indem das Lösungsmittel durch Kapillarkräfte nach oben wandert und dabei die Bestandteile der Probe unterschiedlich weit mitnimmt. Nach dem Trocknen kannst du die getrennten Substanzen unter UV-Licht sichtbar machen und ihre Rf-Werte bestimmen.
Die stationäre Phase ist meist Kieselgel, das auf einer Platte aufgebracht ist und polar wirkt durch seine Silanol-Gruppen (Si-OH). Diese können über Wasserstoffbrücken bevorzugt polare Moleküle binden. Die Dünnschichtchromatographie stationäre Phase bleibt also fest an Ort und Stelle. Im Gegensatz dazu besteht die mobile Phase aus dem Lösungsmittel, oft ein Gemisch aus polaren und unpolaren Chemikalien wie Essigsäureethylester und Petrolether. Das Laufmittel Dünnschichtchromatographie wandert durch Kapillarkräfte die Platte hinauf und nimmt dabei die zu trennenden Substanzen unterschiedlich weit mit.
Nach dem Trennen betrachtest du die Platte unter UV-Licht, wodurch die getrennten Substanzen als einzelne Punkte sichtbar werden. Für die Dünnschichtchromatographie Auswertung berechnest du dann den Rf-Wert jeder Substanz, indem du die zurückgelegte Strecke der Substanz durch die Strecke des Lösungsmittels teilst (Rf = W/S). Diese Werte kannst du mit bekannten Rf-Werten aus einer Dünnschichtchromatographie Rf-Wert Tabelle vergleichen, um die Substanzen zu identifizieren.
Chemie heute SII - Gesamtband von Asselborn et al., Schroedel Verlag 2014, Lehrbuch, Umfassende Erklärung der Dünnschichtchromatographie mit Ablauf, Durchführung und Auswertung, inkl. Rf-Wert Berechnung - Link
Analytische Chemie: Grundlagen, Methoden und Praxis von Böcker, Springer Verlag 2021, Fachbuch, Detaillierte Beschreibung der stationären und mobilen Phasen bei der DC sowie optimale Laufmittelwahl - Link
Chemische Experimente für Schule und Studium von Blume et al., Wiley-VCH 2019, Praktikumsbuch, Enthält Protokollvorlagen und Versuchsanleitungen für die Dünnschichtchromatographie von Aminosäuren und Blattfarbstoffen - Link
Organikum: Organisch-chemisches Grundpraktikum von Schwetlick et al., Wiley-VCH 2015, Praktikumsbuch, Klassisches Laborhandbuch mit Tabellen zu Rf-Werten und einfach erklärt die verschiedenen Techniken der Dünnschichtchromatographie - Link
Trenne Blattfarbstoffe aus verschiedenen Pflanzen mittels DC und vergleiche ihre Zusammensetzung anhand der unterschiedlichen Rf-Werte. Dokumentiere deine Ergebnisse mit Fotos vor und nach der Entwicklung mit UV-Licht.
Untersuche, wie verschiedene Laufmittelzusammensetzungen (polar/unpolar) die Trennung von Filzstiftfarben beeinflussen. Erstelle eine eigene Rf-Wert Tabelle für deine Ergebnisse und analysiere, welche Farbstoffe in kommerziellen Filzstiften verwendet werden.
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