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Papierchromatographie

 

Unter Chromatographie versteht man eine Reihe von Analysentechniken zum Trennen von Stoffgemischen. Allen chromatographischen Techniken ist gemeinsam dass unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften die Laufzeit eines Stoffes durch ein Medium beinflussen. Durch die unterschiedlichen Laufzeiten können die Stoffe dann unterschieden werden. Einige der heutzutage empfindlichsten Analysentechniken wie HPLC, >Gaschromatographie< , >Dünnschicht-Chromatographie< und >Elektrophorese< arbeiten nach diesem Verfahren.
Eine alte und einfache Technik ist die Papierchromatographie. Hier wird ein kleiner Tropfen der flüssigen Testprobe auf ein Blatt Papier ( stationäre Phase) aufgebracht. Anschliesend wird das Papier durch Kapillarkräfte von einer zweiten Flüssigkeit (mobile Phase) durchströmt. Die wird durch die mobile Phase mitgenommen und in der stationären Phase adsorbiert und wieder desorbiert. Die Zeitskala der Adsorption und Desorption wird durch die Eigenschaften der mobilen Phase, der stationären Phase und der Testsubstanz bestimmt, d.h. unterschiedlich Stoffe wandern verschieden schnell durch das Blatt Papier.
Für eine einfache Demonstration braucht man nicht sehr viel. Ambesten verwendet man ein passendes Glasgefäss durch das man die Vorgänge gut beobachten und fotographieren kann. Am Deckel, ebenfalls aus aus Glas wird der Papierstreifen mit zwei Magnete festgemacht. Der Glasdeckel verhindert das übermäßige Verdunsten der mobilen Phase.
Verwendet man als Laufmittel Wasser kann man selbstverständlich auch ein Gefäss aus Kunststoff verwendet. Für Alkohol und andere Lösungsmittel ist ein Glasbehälter aber besser geeignet.
Als stationäre Phase eignen sich verschiedene Papiersorten, schwach geleimt oder ungeleimt. Zum Ersteren zählt z.B. Aquarellpapier. Auarellpapier ist ein schwach geleimtes Papier und hat gute Flieseigenschaften für Alkohol, für Wasser als mobile Phase ist es allerdings nicht geeignet.Für Wasser ist kann man Filterpapier oder Löschpapier verwenden.
 
Chromatogramm von Filzschreibern
Für das rechte Chronarogramm wurde als stationäre Phase ein Aquarellpapier verwendet.
Testobjekte waren Filzstifte verschiedener Farbtönungen.
Als mobile Phase diente Brennspiritus.
Im rechten Bild links die Probenpunkte und rechts das Chromatogramm nach 50 Minuten Laufzeit.
Man sieht dass alle Farben aus vier Grundfarben, Rot, Gelb, Cyan und Magenta bestehen die im entsprechendem Verhältniss gemischt sind. Das erleichtert natürlich die Produktion weil nur vier Grundfarben bereit gehalten werden müssen.
MP4-Film der Trennung
Es gibt aber auch Filzschreiber wie diese vier Permanentmarker die wirklich aus den Grundfarben bestehen wie man im rechten Bild sieht.
Interessante Obbjekte sind auch Textmarker. Bei diesen ist dem Farbstoff ein fluoreszierendes was unter UV-Beleuchtung sehr schön zu sehen ist.
Ein beliebtes Untersuchungsobjekt ist der Farbstoff von Blättern. Die enthaltenen Stoffe wie Chlorophyll und andere lassen sich relativ einfach trennen.
 
Allen voran sind da die Blattfarbstoffe zu nennen. Zur Präparation nimmt man grüne Blätter, im Beispiel hier Petersilie. Petersilie ist leicht erhältlich und hat einen hohen Anteil an Chlorophyl.
Die Petersilienblätter werden in einem Mörser und Zugabe von etwas feinem Sand als Mahlhilfe zerstossen und mit Brennspiritus aufgeschlämmt. Anschliesend wird die Mischung gefiltert.
Schon im Filter sieht man eine Trennung der Bestandteile des Blattgrün.
Als mobile Phase zur Trennung der Blattfarbstoffe wurden verschiedene Mischungen versucht. Die stationäre Phase war Zeichenpapier. Die Ergebnisse sind aber leider nicht so toll. Eigentlich viel schlechter als die Ergebnisse im Filter.
Immerhin sieht man die Abhängigkeit des Flusses von der Polarität der mobilen Phase. Bei einer Mischung von Benzin/Isopropanol von 100/10 laufen die polaren Farbstoffe mit der Laufmittelfront. Wird der unpolare Benzinanteil erhöht laufen die Farbstoffe langsamer. Die Wanderung der Laufmittelfront war in allen drei Versuchen etwa gleich schnell.
>Deutlich bessere Ergenisse werden mit der Dünnschicht-Chromatographie erreicht.<