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Demonstrationsexperiment auf Video

Trennung der Blattfarbstoffe durch Säulenchromatographie (SC)

Lernziele: Chromatographische Methode, Blattfarbstoffe

Peter Keusch




English version





Chemikalien und sonstige Materialien:
Kieselgur 60  (Merck)
Petrolether
Aceton
NaCl
CaCO3
Na2SO4
frische Laubblätter


Gearäte und Glaswaren:
Chromatographiesäule mit Fritte am unteren Ende und Hahn
Scheidetrichter 500 mL
Scheidetrichter 100 mL
Pulvertrichter
5 Messzylinder 25 mL
Vollpipette 20 mL
Peleusball
Becherglas 100 mL
Becherglas 600 mL
9 Erlenmeyerkolben 100 mL
Mörser & Pistill
Glasstab
Korkring
Schwanenhalslampe


Gefahren und Sicherheitsmaßnahmen:

Petrolether ist leichtentzündlich. Nicht stark erhitzen. Nicht mit starken Oxidationsmitteln in Berührung bringen. Gesundheitsschädlich bei längerer Exposition. Reizt die Augen und die Haut. Inhaltion kann zu Erregung, Krämpfen und Herz-Kreislauf-störungen führen.
Aceton ist leicht entzündlich. Reizt die Augen.

Schutzbrille und Schutzhandschuhe sind erforderlich. Das Experiment ist in einem Tischabzug durchzuführen!


Vorbereitung

Extraktion der Blattfarbstoffes:
In einem Mörser, der 22 mL Aceton, 3 mL of Petrolether und eine Spatelspitze CaCO3 enthält werden mit dem Pistill zerkleinerte frische Laubblätter zerrieben. Der Blattfarbstoffextrakt wird filtriert. Das Filtrat wird in einen Scheidetrichter gegeben und mit 20 mL Petrolether und 20 mL 10%iger wässeriger NaCl-Lösung vermischt. Der Scheidetrichter wird mehrmals vorsichtig unter Festhalten des Stopfens und Hahnkükens geschüttelt. Sobald sich die beiden Schichten getrennt haben, lässt man die untere Phase in ein Becherglas auslaufen. Diese Phase wird verworfen. Die obere Schicht wird 3-4 mal mit jeweils 5 mL dest. Wasser gewaschen. Danach wird der Extrakt in einen Erlenmeyerkolben gegeben und mit etwa 4 Spatelspitzen Na2SO4 getrocknet. Die grüne Lösung wird vorsichtig in einen Erlenmeyer dekantiert.

Fließmittel (mobile Phase):
Mischung von Petrolether und Aceton (7 : 3)

Kieselgur (stationäre Phase):
In einem Becherglas wird eine Aufschlämmung von Kieselgur in Petrolether / Aceton bereitet.









Packung der Säule:
Eine gleichmäßige und dichte Packung des Säulenmaterials ist entscheidend für die Qualität der chromatographischen Trennung. Eine saubere, trockene Chromatographiesäule wird vertikal exakt ausgerichtet. Ein Becherglas wird unter den Auslauf der Säule gestellt. Die Glassäule wird langsam und gleichmäßig zu zwei Drittel mit der Kiesegel-Aufschlämmung gefüllt. Der Hahn der Säule ist geöffnet, damit das Lösungsmittel in das Becherglas abfließen kann. Gießt man die Aufschlämmung entlang eines gegen die Wand der Säule gehaltenen Glasstabes, wird die Bildung von Luftblasen und Verwirbelungen eingeschränkt. Intensives Klopfen mit einem Korkring oder mit einem Stück Vakuumschlauch an die Außenwand der Trennsäule während des Füllvorgangs unterstützt eine gleichmäß;ige Verdichtung. Währenddessen lässt man überschüssiges Lösungsmittelgemisch durch Öffnen des Hahnes am Auslauf der Glassäule ablaufen, bis der Meniskus kurz oberhalb der Kieselgelsäule steht. Über einen Pulvertrichter wird anschließend etwas Sand vorsichtig auf den Säulenkopf gegeben. Das Aufbringen der Sandschicht muß unbedingt gleichmäßig erfolgen. Steht das Lösungsmittel knapp über der Sandschicht wird der Hahn am Auslauf der Säule geschlossen. Es ist darauf zu achten, daß während des gesamten Versuchsablaufes die Säule nicht trocken läuft!


Versuchsdurchführung:

Mit einer Vollpipette werden 20 mL des Blattfarbstoffextraktes direkt auf die Sandschicht gebracht. Nun lässt man das Fließmittel über einen Tropftrichter kontinuierlich auf den Säulenkopf fließen. Der Ablaufhahn wird geöffnet. Der Eluent läuft durch die Säule. Die Säule mit dem Adsorbens und der Probe wird 'entwickelt': In dem Maße wie der Eluent die Kieselgelsäule passiert, beginnen die Komponenten des Farbstoffgemischs mit unterschiedlicher Geschwindigkeit die Säule herunter zu wandern. Die getrennten Zonen 'fließen' aus der Säule. Die Fraktionen werden in einzelnen Erlenmeyerkolben gesammelt. Die Erlenmeyer werden gewechselt, sobald sich die Farbe des Eluates ändert.

Mit einer Schwanenhalslampe wird ein heller Lichtstrahl auf die Rohchlorophyll-Lösung und die getrennten Fraktionen gerichtet. Der Blattextrakt und die Chlorophyll bzw. Phaeophytin enthaltenden Eluate zeigen eine rote Fluoreszenz.


       

Videoclip
(Download RealPlayer .rm-Datei)



Versuchsergebnisse:

Die mobile Phase wandert infolge Schwerkraft die Kieselgelsäule hinunter und lässt farbige Zonen hinter hinter sich - das Chromatogramm. Die theoretischen Grundlagen der Säulenchromatographie entsprechen denen der Dünnschichtchromatographie. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Verteilung zwischen stationärer und mobiler Phase durchlaufen die einzelnen Komponenten des Probengemisches die Trennsäule mit unterschiedlicher Geschwindigkeit.


Blattfarbstoffe Farbe
Carotine goldgelb
Phaeophytin graugrün
Chlorophyll a     blaugrün    
Chlorophyll b gelbgrün
Lutein graugelb
Violaxanthin gelb
Neoxanthin gelb




Hinweise:
  Demonstrationsexperiment auf Video   Trennung eines Gemisches von Lebensmittelfarbstoffen durch Dünnschichtchromatographie (DC)
  Demonstrationsexperiment auf Video   Trennung eines lipophilen Farbstoffgemisches durch Dünnschichtchromatographie (DC)
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Liste der Experimente






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