3.4 Gemischtrennungen - Chromatographie. Aufgabe. Lässt sich der hergestellte Blattfarbstoff weiter zerlegen?

Transkript

1 Naturwissenschaften - Chemie - Allgemeine Chemie - 3 Trennverfahren (P ) 3.4 Gemischtrennungen - Chromatographie Experiment von: Phywe Gedruckt: :57:21 intertess (Version B200, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Lässt sich der hergestellte Blattfarbstoff weiter zerlegen? Trenne den hergestellten Blattfarbstoff sowie Filzschreiberfarbe weiter auf. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen

2 Zusatzinformationen Lernziele Farbstoffe lassen sich durch Chromatographie trennen. Einfarbig erscheinende Farbstoffe können in Wirklichkeit aus mehreren verschiedenfarbigen Stoffen zusammengesetzt sein. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Vorbereitungen Stellen Sie kurz vor der Stunde das Fließmittelgemisch in einem Becherglas (250 ml) her. Volumenverhältnis der Komponenten: Benzin : Brennspiritus = 92 : 8. Teilen Sie das Fließmittel für die einzelnen Arbeitsgruppen auf (Becherglas 2, jeweils ca. 10 ml). Als Fließmittel ist auch reines Wasser verwendbar, dessen Trenneigenschaft allerdings nicht so gut ist. Verwenden Sie nur wirklich dunkelgrün gefärbte Extrakte. Die Herstellung dieser Blattfarbstoffextrakte ist im Versuch "Gemischtrennungen - Extraktion" beschrieben. Sind im wesentlichen nur hellgrüne Blattfarbstoffe vorhanden, gelingt die Chromatographie nur unvollkommen. Anmerkungen zu den Schülerversuchen Achten Sie auf sorgfältiges und mehrmaliges Ziehen der Linie. Der Auftrag muss vor einer Wiederholung angetrocknet sein, da sonst der Farbstoff vor dem Chromatographieren zerläuft. Das Filterpapier darf beim Auftragen nicht beschädigt werden, da sonst die Fließeigenschaft stark reduziert wird

3 H- und P-Sätze Benzin: H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. H304: Kann bei Verschlucken und Eindringen in die Atemwege tödlich sein. H315: Verursacht Hautreizungen. H336: Kann Schläfrigkeit oder Benommenheit verursachen. H411: Giftig für Wasserorganismen, langanhaltene Wirkung. P210: Von Hitze fernhalten. P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P301 + P310: BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P331: KEIN Erbrechen herbeiführen. Brennspiritus: H225: P210: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. Von Hitze/Funken/offener Flamme/heißen Oberflächen fernhalten. Nicht rauchen. Gefahren Brennspiritus und Benzin sind leicht entzündlich. Alle offenen Flammen löschen! Schutzbrille aufsetzen! Methodische Bemerkungen Dieser Versuch erfordert sorgfältiges Arbeiten und einige experimentelle Erfahrung, er steht deshalb auch am Ende dieser Versuchsreihe. Die Chromatogramme können nach dem Trocknen in die Hefte eingeklebt werden, sie bieten im Regelfall einen durchaus ästhetischen Anblick. SEK-II Der Versuch lässt sich - gegebenenfalls mit einigen Erweiterungen - (Fließkammer/Fließpapier) - auch im Rahmen eines Kurses "Naturstoffe" einsetzen. Empfehlenswert ist nach Abschluss der Unterrichtseinheit "Trennmethoden" eine tabellarische Zusammenfassung wie etwa in Tabelle 1 gezeigt

4 Tabelle 1 Trennverfahren Schlämmen Eindampfen Magnetscheidung Filtration Destillation Extraktion Chromatographie Anwendungsbeispiel Erzgewinnung Salzgewinnung Müllsortierung Wasserreinigung Wasserentsalzung, Weinbrennen Fettgewinnung Farbstofftrennung genutzte Eigenschaften Dichte Siedepunkt Magnetisierbarkeit Löslichkeit Siedepunkt Löslichkeit Haftfähigkeit Entsorgung Geben Sie alle Reste in den Sammelbehälter für brennbare organische Substanzen

5 Material Material aus "TESS advanced Chemie Set Allgemeine Chemie, CH-1" (Bestellnr ) Position 1 Material Schutzbrille, farblose Scheiben Bestellnr Menge 1 2 Uhrglasschale, d = 60 mm Becherglas DURAN, niedrige Form, 150 ml Laborbecher, niedrige Form, 100 ml, PP, stapelbar Pipette mit Gummikappe, lange Spitze Laborschreiber, wasserfest Rundfilter, qualitativ, d = 150 mm, 100 Stück (1) Chemikalien, zusätzliches Material Position Material Aceton, reinst, 1000 ml Bestellnr Menge Benzin, C, 500 ml Ethanol, Lösemittel (Brennspiritus), 1000 ml Filzstift, schwarz Blattfarbstoffextrakt Für das Experiment benötigte Materialien - 5 -

6 - 6 -

7 Aufbau Aufbau Gefahren Brennspiritus und Benzin sind leicht entzündlich. Alle offenen Flammen löschen! Schutzbrille aufsetzen Aufbau Bereite zwei Filterpapiere vor wie Du es in Abb. 1 - Abb. 3 sehen kannst. Abb. 1 Abb. 2 Abb. 3 Gib das Laufmittel in das Becherglas (Füllhöhe etwa 0.5 cm) (Abb. 4)

8 - 8 - Abb. 4

9 Durchführung Durchführung Ablauf Nimm etwas Blattfarbstoffextrakt mit der Pipette (ohne Gummikappe) auf (Kapillareffekt) und ziehe vorsichtig eine Linie ca. 1 cm oberhalb des unteren Endes des vorbereiteten Filterpapiers (Abb. 5). Achte darauf das Filterpapier bei diesem Vorgang nicht zu beschädigen. Wiederhole das Ganze mit weiterem Blattfarbstoffextrakt auf der selben Linie. Abb. 5 Stelle das Filterpapier vorsichtig in das Becherglas (Abb. 6) und decke das Becherglas mit dem Uhrglas ab (Abb. 7). Warte bis das Laufmittel das obere Ende des Filterpapieres erreicht hat. Entferne dann das Chromatogramm und lass es trocknen. Notiere Deine Beobachtungen unter "Auswertung". Abb. 6 Abb. 7 Tupfe mit einem schwarzen Filzstift zweimal ungefähr 1 cm über dem unteren Ende des zweiten vorbereiteten Filterpapiers (alternativ kann auch hier eine Linie gezogen werden) (Abb. 8). Stelle es in das Becherglas und warte erneut bis das Laufmittel das obere Ende des Filterpapieres erreicht hat. Trockne das Chromatogram und notiere auch hier Deine Beobachtungen unter "Auswertung"

10 Abb. 8 Entsorgung Gib die Reste in den Bechergläsern in den Sammelbehälter für brennbare organische Substanzen

11 Auswertung Auswertung Frage 1: Notiere Deine Beobachtungen. Filterpapier 1 (Blattgrün): Filterpapier 2 (Filzstiftfarbe): Filterpapier 1 (Blattgrün): Während die Laufmittelfront nach oben steigt beginnt der Farbstoff sich von der ursprünglich aufgetragenen Linie aufwärts zu bewegen. Dabei entstehen (mindestens) zwei verschiedenfarbige Komponenten, von denen die eine gelbgrün, die andere dunkelgrün gefärbt ist. Filterpapier 2 (Filzstiftfarbe): Auch hier beginnt der Farbstoff zu wandern. Er zerlegt sich in Einzelkomponenten, die violett, blau und gelbrot gefärbt sind

12 Fragen und Aufgaben Fragen und Aufgaben Frage 1: Welche Stoffeigenschaften werden bei der Chromatographie genutzt? Erläutere hierbei die ablaufenden Vorgänge und die Funktion des Lösungsmittels. Genutzt wird bei dieser Trennmethode die unterschiedliche Haftfähigkeit der Farbstoffkomponenten an den Papierfasern. Hierbei zeigt sich, dass einheitlich aussehende Farbstoffe, auch Schwarz, aus mehreren unterschiedlich gefärbten Komponenten bestehen können. Das Lösungsmittel (Fließmittel) transportiert die Farbstoffe weiter, die aber aufgrund ihrer unterschiedlichen Haftfähigkeit verschieden schnell von der Grundlinie weggetragen werden