Eine einfache Chromatographie machen

Mischungen bestehen aus mindestens zwei Komponenten mit verschiedenen Eigenschaften. Es gibt unterschiedliche Methoden, Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzuteilen. Im Fall von Flüssigkeiten werden diese Methoden als Chromatographie bezeichnet. Bei der Chromatographie werden die Komponenten eines Gemischs mit Hilfe der mobilen Phase durch die stationäre Phase transportiert und je nach ihrer Beweglichkeit aufgeteilt. Manche Komponenten bewegen sich schneller, während andere zurückgehalten werden. Dadurch wird die Mischung in ihre Einzelbestandteile zerlegt.

Teil 1

Teil 1 von 3:

Eine Probe vorbereiten

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Kaufe oder bastle ein Chromatographiepapier. Ein Chromatographiepapier ist ein Material, durch welches sich die mobile Phase, eine Flüssigkeit oder ein Gas, bewegen kann. Das Papier wird als stationäre Phase verwendet, sodass du die Bewegung der einzelnen Komponenten in der mobilen Phase darauf verfolgen kannst. Du kannst zwar bereits präpariertes Chromatographiepapier für genaue Ergebnisse kaufen, aber für eine einfache Chromatographie reicht bereits selbstgemachtes Papier. Schneide dazu einen Kaffeefilter in etwa 12 bis 15 cm lange, gerade Streifen mit einer Breite von etwa 2,5 cm.^{[1]XForschungsquelle}
- Statt des Kaffeefilters können auch Papiertücher oder anderes Papier verwendet werden.
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Ziehe eine farbige Linie entlang der Unterseite des Papierstreifens. Miss dazu etwa 2,5 cm von der Unterkante des Streifens ab. In diesem Versuch wirst du die Komponenten eines Markers auftrennen. Ziehe mit einem schwarzen Marker eine gerade Linie entlang der Breite vom Papierstreifen. Achte dabei darauf, deine Linie hoch genug anzusetzen, damit du die untere Kante des Papiers in Flüssigkeit tauchen kannst, ohne die Markierung nass zu machen.^{[2]XForschungsquelle}
- Manche malen einen Punkt statt einer Linie. Diese Methode funktioniert zwar ebenfalls, die Banden sind jedoch nicht so deutlich ausgeprägt.
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Befestige senkrecht den Papierstreifen. Befestige das Papier senkrecht mit einer Wäscheklammer, damit du es später nicht ins Wasser halten musst. Es sollte so aufgehängt werden, dass die markierte Kante nach unten zeigt. Achte darauf, die Wäscheklammer so fest und so weit oben wie möglich zu befestigen. Wird die Klammer zu weit unten befestigt, könnte sie die Banden verdecken.^{[3]XForschungsquelle}
- Du kannst das Papier auch mit Büroklammern, Klebeband oder anderweitig befestigen.
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Teil 2

Teil 2 von 3:

Ein Lösungsmittel verwenden

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Bei einer einfachen Chromatographie kannst du Wasser als Lösungsmittel (Flüssigkeit, die deine mobile Phase durch die stationäre Phase transportiert) verwenden. Fülle etwas Wasser in eine durchsichtige Tasse oder ein Glas. Du brauchst nur so viel, dass sich das Chromatographiepapier vollsaugen kann. Also werden einige Milliliter genügen.^{[4]XForschungsquelle}
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Tauche das Chromatographiepapier ins Wasser. Tauche dein Chromatographiepapier senkrecht ins Wasser. Achte dabei darauf, es zu befestigen, da der Vorgang etwas dauern kann. Die Unterseite des Papiers sollte so eingetaucht sein, dass deine Markierung das Wasser nicht berührt. Wenn du ausversehen die Markierung untertauchst, solltest du das Papier wegwerfen und ein neues nehmen.^{[5]XForschungsquelle}
- Ein Aufbau könnte beispielsweise aus einer Wäscheklammer bestehen, mit der das Papier an einem Bleistift befestigt ist und der Bleistift quer auf einem Glas liegt. Dadurch hängt das Papier so, dass es das Wasser kaum berührt.
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Hab Geduld. Wenn das Wasser durch das Papier nach oben gezogen wird, wird es unterschiedliche Komponenten des Markers mitnehmen. Die leichteren (kleineren) Bestandteile bewegen sich schneller und die schwereren (größeren) bewegen sich langsamer. Dadurch werden die Bestandteile je nach Größe in „Banden“ aufgeteilt. Dieser Prozess läuft langsam ab. Warte, bis das Wasser auf 2,5 cm unterhalb der oberen Kante durchgelaufen ist.^{[6]XForschungsquelle}
- Wie lange das Wasser braucht, um die Grenze von 2,5 cm unterhalb der oberen Kante zu erreichen, hängt dabei davon ab, welches Papier du verwendest.
- Beweg den Aufbau nicht, nachdem du das Papier eingetaucht hast und vermeide jede Störung, die das Ergebnis durch Verschiebung der Banden beeinflussen könnte.
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Teil 3

Teil 3 von 3:

Betrachte die Banden

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Leg es auf eine ebene Oberfläche und warte, bis es trocken wird.
Sobald du das Papier aus dem Wasser geholt hast, sollten sich deine Banden nicht mehr bewegen. So kannst du zählen, wie viele unterschiedliche Banden auf deinem Papier zu sehen sind. Dies zeigt dir die Anzahl der unterschiedlich großen Komponenten in der Tinte des Markers.^{[7]XForschungsquelle}
Die schwarze Tinte im Marker besteht aus unterschiedlichen Pigmenten. Jeder dieser Pigmente hat seine eigene Farbe. Wenn du sie in ihre Banden auftrennst, wird jede Bande die Farbe des entsprechenden Pigments haben. Wenn du die Farben der einzelnen Banden betrachtest, kannst du die einzelnen Farbpigmente bestimmen, aus denen sich die schwarze Tinte im Marker zusammensetzt.^{[8]XForschungsquelle}
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Liste die Banden von oben nach unten auf. Schreibe die farbigen Banden in Abhängigkeit ihrer Laufweite auf. Die oberen Banden beinhalten die leichtesten und die Banden am unteren Ende die schwersten Bestandteile. Womöglich wirst du auch einen Farbtrend von oben nach unten hin beobachten. Hellere Farben bestehen meistens aus kleineren Komponenten und bewegen sich deshalb schneller nach oben. Dunklere Farben werden eher auf der Unterseite bleiben, da sie in der Regel aus schwereren Komponenten aufgebaut sind.^{[9]XForschungsquelle}
- Das Verhältnis der Laufstrecke der Komponente (Dc) zur Laufstrecke des Lösungsmittels (Ds) wird als Rf-Wert bezeichnet. Du kannst den Rf-Wert für jede Bande berechnen, indem du den Abstand der Bande zur ursprünglichen Startlinie durch den Abstand dividierst, den das Lösungsmittel zurückgelegt hat.^{[10]XForschungsquelle}
- Wenn eine Bande beispielsweise 5 cm oberhalb ihrer der Startlinie liegt und das Lösungsmittel 13 cm weit gewandert ist, kannst du die Gleichung D_Bande/D_{Lösungsmittel} = Rf verwenden. Für dieses Beispiel folgt:
  - Rf = 5 cm / 13 cm
  - Rf = 0,4
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Tipps

Wenn du den Versuch auf eine wissenschaftlichere Weise durchführen möchtest, kannst du Chromatographiepapier kaufen. Dieses ähnelt dem Kaffeefilter, liefert aber bei richtiger Anwendung deutlichere und besser getrennte Farbstreifen. Es wird in Läden für Laborbedarf verkauft.
Probiere es mit Markern unterschiedlicher Farbe aus und achte dabei darauf, welche Komponenten schneller nach oben wandern, welche die schönsten Pigmentstreifen bilden und so weiter.
Chromatographie wird auch in Laboratorien verwendet und kann ziemlich komplex sein. Dazu zählen eine Vielfalt an wissenschaftlichen Untersuchungen, sodass Chromatographie nicht nur auf diese Methode beschränkt ist.
Achte darauf, dass der Marker wasserlöslich ist. Der Versuch funktioniert meistens nicht mit Permanentmarker.
Warum funktioniert das? Pigmente unterschiedlicher Farben haben auf molekularer Ebene unterschiedliche Formen und werden aufgrund des Unterschieds der Anziehungskräfte der Komponenten mit der mobilen und mit der stationären Phase unterschiedlich weit durch das Papier gezogen. Dieser wird als der Distributions- oder Verteilungskoeffizient bezeichnet. Auf diese Weise reihen sich Pigmente entlang einer langen Linie auf, wobei ähnliche Farben in gegenseitiger Nähe bleiben.

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Warnungen

Achte darauf, die Markierung auf dem Filter nicht in die Flüssigkeit zu tauchen. Dies würde deine Chromatographie versauen.
Warte darauf, dass der Marker getrocknet ist.

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