Inhalt

• Experiment
  • Reaktion
  • Apparatur
  • Stoffe
• Durchführung
• Folgerung
  • Ergebnis
• Literatur und Bearbeitung

Experiment

Trennung eines Farbstoffgemisches mit Hilfe der Flashchromatographie in der HMT

Stoffverteilung an einem Adsorptionsmittel und anschließende Extraktion der getrennten Stoffe

Apparatur:

Stoffe:

(1)  leer

(2)  5 mL VE-Wasser

(3)  5 mL Ethansäure (c=99,5 %) [Eisessig]

(4)  Aluminiumoxid (Körnung >100 µm)

Sonstiges: Becherglas 250 mL, Natriumhydrogencarbonat, Glaswolle, lange Metallstab, Rührstab

Ergänzung:

• Didaktik
• Hilfe
• Abbildung (300dpi)
• Realbild (300dpi)
• Realbild der Säule bei Ethansäure- Eluation (300dpi)

Durchführung

Aufbau:

Die Apparatur besteht aus der Gradientenbereitung, in der die Eluationmittel gemischt werden und dann in die Druckkammer geschleust werden und mit dem Kolbenprober unter Druck in die Säule gepresst werden. Die verschiedenen Fraktionen werden in den Reaktionsgefäßen die unten angehängt sind aufgefangen.

Die Apparatur wird liegend auf dem Tisch zusammengebaut und dann mit Federklammern an der Rückseite versehen (weiße Kunststoffseite). Die Federklammern werden bis sie einrasten auf das Aluvierkantrohr gedrückt. Die Apparatur wird mit den Alu-Vierkantrohren an einer Muffe die sich an einem Stativ befindet befestigt.

Die Prüfung auf Dichtigkeit wird durchgeführt indem man, in die Gradienten-Mischkammer 10 mL Luft einsaugt und dann in den Kolbenprober, der für die Druckerzeugung vorhanden ist, gedrückt. Zeigt der Kolbenprober etwa 10 mL an, ist die Apparatur dicht.

Verfahren:

Danach füllt man die Kolbenprober mit Salzsäure bzw. Natronlauge. Dann werden alle Verbindungen besonders fest gezogen.

Man beginnt indem man einige Tropfen vom Saft der Brombeere (zuvor mit Löffel zerdrückt) auf die Säule gibt und den Kolbenprober aufsetzt. Als erstes wird das T-Stück mit Wasser (5 mL) aus dem Kolbenprober 2 gefüllt und das Wasser unter maximalen Druck der durch den Kolbenprober erzeugbar ist durch die Säule in den Fraktionsbehälter A gedrückt. Dann füllt man die Gradientenkammer mit 3 mL Wasser und 2 mL Ethansäure aus dem Kolbenprober 3. Diese Gradientengemisch wird nun über das T-Stück auf die Säule mit dem maximalen Druck des 60 mL Kolbenprobers gegeben. Im nächsten Schritt mischt man die restlichen 2 mL Wasser mit 3 mL Ethansäure und drückt ebenfalls durch die Säule. Im letzten Schritt drückt man die restliche Ethansäure in die Säule. Während der Gradienteneluation wird die Vorlage gewechselt, sobald das Eluat sich dunkel-rot bis lila färbt..

Von der gefärbten und der farblosen Fraktion werden jeweils einige Tropfen auf einem Uhrglas verdampfen gelassen und der Rückstand miteinander verglichen. 

Entsorgung:

Die Säulenfüllung wird mit einem langen Metallstab von unten nach Oben herausgestoßen und mit den beiden Fraktionen zusammen in eine Becherglas gegeben. Die Lösung wird unter Rühren mit Natriumhydrogencarbonat neutralisiert und kann nach dem Absetzen des Aluminiumoxid in das normale Abwasser gegeben werden. Das Aluminiumoxid wird in den Hausmüll gegeben.

Beobachtung:

Nach der Probenaufgabe sieht man einen roten Rind der sich im ersten cm Aluminiumoxid festsetzt. Diese Rind gibt beim Durchfluss des Wassers einen weiteren kaum sichtbaren gelben Rind ab der langsam Richtung Vorlage wandert. Mit Steigender Konzentration der Ethansäure nimmt die Farbe des Eluats zu es wird immer roter und wird schließlich in dem FraktionssammLer B aufgefangen. bei der Eluation mit Ethansäurelösungen wandert der lila-rote Ring des Farbstoffes immer weiter runter und wird schließlich in den FraktionssammLer B eluiert.

Die klare Fraktion zeigt beim Eindampfen einen braunen klebrigen Rückstand. Die rote Fraktion zeigt einen roten und nach längerer Zeit auch Verkohlenden Rückstand.

Folgerung

Deutung:

Die Verschiedenen Inhaltsstoffe der Brombeere Verteilen sich unterschiedlich schnell in dem Aluminiumoxid und werden dann durch die verschiedenen Lösungsmittel aus der Säule getrennt eluiert.

Der Brombeerfarbstoff ist anscheinend nur mit Ethansäure-Lösungen eluierbar. Die Rest-Inhaltsstoffe wurden schon durch das Wasser eluiert. Bei den Resten handelt es sich vermutlich um Zucker und andere pflanzliche Stoffe.

Fakten:

Die Säulenchromatographie (besonders die schnelle Flash-Chromatographie) ist eine Methode zur Trennung eines Stoffgemisches, die mit verschiedenen Eluationsmitteln unterschiedlich gut eluierbare Komponenten erzeugt.

Bei dem Brombeerfarbstoff handelt es sich um ein in Wasser eigentlich gut lösliches Anthocan, das Cyanidin. Dieser Farbstoff ist erst als Oxonium-Salz mit Säure in Wasser löslich, aus diesem Grund ist er erst mit Ethansäure eluierbar.

Die Gradientenmischung dient zum Schutz der Säule, weil sonst durch Adsorptionswärme die Füllung "reißen" könnte.

Fragen:

Woher kommt es das die Brombeeren erst farblos und nach längerer Sonneneinstrahlung am Strauch dunkel rot werden?

Autor (Text):

Literatur: