23
LF4 - Photometrie und Chromatographie (Fach) / Chromatographie (Lektion)
Dünnschichtchromatographie, HPLC, Größen-Ausschluss-Chromatographie, Detektoren
Diese Lektion wurde von FranziBio erstellt.
Anzeige
- Was versteht man unter Chromatographie, Verteilungschromatographie, Adsorption und Adsorptionschromatographie? Chromatographie = Verfahren, bei dem eine mobile Phase an einer stationären Phase vorbei fließt, wobei ein Stoffgemisch aufgetrennt wirdVerteilungschromatographie = Auftrennung auf Grund von unterschielicher Verteilung der ProbenkomponentenAdsorption = Stoffanreicherung an Phasengrenze eines festen Stoffes eines in Lösemittel gelösten StoffesAdsorptionschromatographie = Auftrennung auf Grund von unterschiedlicher Adsorption der Probenkomponenten
- Was besagt der Nernst'sche Verteilungssatz? c1/c2 = k k = Verteilungskoeffizient
- Was besagt die Adsorptionstherme nach Langemuir? - je größer die Konzentration des Adsorbtivs, umso mehr ist am Adsorbens gebunden -> irgendwann Adsorbens voll -> nähert sich einem Maximum an- reversible Bindung der zu trennenden Teilchen ans Adsorbens- Adsorption und Desorption abhängig von der Konzentration des Stoffes, Temperatur, und Verhältnis absorbierte Masse zue Gesamtmasse des Adsorbens
- Was sind die allgemeinen Regeln der Dünnschichtchromatographie? - es darf nur im linearen Bereich der Adsorptionstherme gearbeitet werden - Substanzen können nur dann aufgetrennt werden, wenn sich die Steigung der Adsorptionsthermen strak genug unterscheidet
- Was ist die stationäre bzw. mobile Phase? Was bedeutet Elution? stationäre Phase: - muss unlöslich in der mobilen Phase sein- Adsorptionsfähigkeit hängt von Art und Korngröße abmobile Phase:- muss sowohl mit dem Substanzgemisch, als auch mit der stationären Phase wechselwirken- je stärker das Laufmittel von der stationären Phase adsorbiert wird, umso größer ist die Elutionskraft des LaufmittelsElution = Herauslösen sorbierter Stoffe aus der stationären Phase
- Was versteht man unter einer Normal-Phase-Chromatography? stationäre Phase: polarmobile Phase: unpolar
- Welche physikalische und chemischen Detektionsverfahren können bei der Dünnschichtchromatographie verwendet werden? physikalisch:- farbige Substanzen- UV-Licht: -> UV-Licht absorbierende Substanzen auf Platten mit Fluoreszenz-Indikator -> dunkle Flecken auf leuchtendem Hintergrund -> Substanzen fluoreszieren, Hintergrund absorbiert UV-Licht -> leuchtende Fleckenchemisch:- Subatnzen werden sichtbar gemacht oder zu fluoreszierenden oder UV-Licht-absorbierenden Stoffen umgewandelt
- Wie kann eine Dünnschichtchromatographie qualitativ ausgewertet werden? mittels Rf-Wert:-> gelichzeitiges Auftragen von Probe und StandardsRf = (Strecke Startlinie bis Fleckenmitte)/(Strecke Startlinie bis Laufmittelfront)
- Wie kann eine Dünnschichtchromatographie halb-quantitativ ausgewertet werden? - Auftragen verschiedener Konzentrationen neben der Probe- Vergleich der Probe mit den verschiedenen Konzentrationen durch Messung des Fleckendrchmessers
- Wie kann eine Dünnschichtchromatographie quantitativ ausgewertet werden? indirekt:- Elution der Substanzen von der Platte- anschließende analytische Untersuchungdirekt:- Auftragen von Standards und Probe- Abscannen der Platte mit einem Chromatogramm-Spektralphotometer
- Anzeige
- Welche unterschiedlichen Sorptionsmittel stehen in der Dünnschichtchromatographie zur Verfügung? Kieselgel:- Kieselgel G (mit Gipszusatz) Kieselgel H (ohne Bindemittel) oder Kieselgel GF254 (mit Fluoreszenzindikator)- hat freie SiOH-Gruppen an Oberfläche -> können über H-Brücken miteinander verbunden sein -> hydrophile, polare Oberfläche -> bindet ungesättigte und polare Moleküle- Kieselgel H silanisiert: -> SiOH-Gruppen mit Dimethyldichlorsilan umgesetzt -> unpolare, hydrophobe OberflächeKieselgur:- Träger einer stationären (flüssigen) Phase bei Verteilungschromatographie- für Umkehrphasen-VerteilungschromatographieCellulose:- für Trennung hydrophiler SubstanzenPolyamid:- für Trennung von Phenolen
- Welchen Einfluss hat die Kammersättigung auf das Ergbnis der Dünnschichtchromatographie? gesättigte Kammer:- kapillargesättigtes Fikterpapier an Kammerwänden- Sättigung der Atmosphäre- Vorbeladung der Schicht mit Fließmitteldämpfen---> erhöhte Fließgeschwindigkeitungesättigte Kammer:- Fließmittel verdampft z.T. während der ENtwicklung von der Schicht -> Substanzen laufen höher- veränderte Zusammensetzung des Fließmittels---> Rf-Werte werden größer
- Was ist eine Trennstufe? Welche Auswirkung hat die Trennstufenhöhe auf die Auflösung und von was ist die abhängig? Wie kann die Trennstufenhöhe berechnet werden? Trennstufe = gedachtes Teilstück der chromatographischen Trennstrecke, auf dem gerade die Gleichgewichtseinstellung zwischen mobilder und stationärer Phase stattfindet -> theoretische Trennstufe h- je kleiner h, umso besser die Auflösung- h ist abhängig vom Teilchendurchmesser der stationären Phase, Diffusion der mobilen Phase und Stömungsgeschwindigkeit der mobilen Phaseh = A + B/u + C*uA-Term = Streudiffusion -> A~dp (dp = Teilchendurchmeser des Säulenmaterials)B-Term = Längsdiffusion -> B~DM (DM = Diffusionskoeffizient der mobilen Phase)C-Term = Massenübergangstermu = Strömungsgeschwindigkeit
- Wo hat das Trennungssystem seine optimale Auflösung? Welchen Einfluss hat der Teilchendurchmesser des Säulenmaterials auf die Auflösung? - für jedes Trennsystem gibt es eine optimale Strömungsgeschwindigkeit uopt -> hier hat h ein Minimum -> optimale Auflösung- je kleiner der Teilchendurchmesser des Säulenmaterials, umso kleiner ist h und umso besser ist die Auflösung
- Welche unterschiedlichen Pumpensysteme gibt es bei HPLCs? Kolbenpumpe:- haben Ansaugphase und Verdränungsphase- ergibt ein pulsierendes Strömungsprofil -> keine gleichmäßige StrömungKurzhub-Doppelkolbenpumpe:- zwei Pumpenköpfe sind phasenversetzt geschaltet- gleichmäßige StrömungEineinhalbkopfpumpe:- zwei hintereinander geschaltete, phasenversetzte Kolben- nur erster Kolben mit Ein- und Auslassventil versehen- saugt erster Kolben, fördert der zweite Kolben bei geschlossenem Auslassventil Eluent ins System- pumpt der Primärkopf, saugt der Sekundäkopf an -> differenz der Flussrate gelangt ins System
- Wie kann die Probe über eine Dosierschleife auf die Säule aufgetragen werden? Loead-Stellung:- Probe mit Spritze drucklos in Dosierschleife gespritzt- Eluent fließt von der Pumpe direkt auf die SäuleInject-Stellung:- Eluent fließt über die Dosierschleife auf die Säule -> nimmt Probe mit--> es kann ohne Druck aufgetragen werden, Eluenten-Fluss nicht unterbrochen
- Was versteht man unter eine tenären Niederdruck- bzw. binären Hochduck-Gradientensystem? tenäres Niederdruck-Gradientensystem:- Lösemittel im Niederdruckbereich gemischt und laufen erst dann durch die Pumpebinäres Hochdruck-Gradientensystem:- Lösemittel unter Hochdruck durch die Pumpe geleitet und erst anschließend gemischt
- Was versteht man bei einer HPLC unter einer Normal-Phase-Chromatography? - Säulenmaterial: Silika-Gel -> Adsorptionschromatographie- stationäre Phase: polar- mobile Phase: unpolar (z.B. Hexan, Heptan)- Kieselgel kann so modifiziert werden, dass es etwas weniger polar ist
- Was versteht man bei einer HPLC unter einer Reversed-Phase-Chromatography? - stationäre Phase: unpolar- mobile Phase: polar (Wasser, Methan)- Kieselgel mit hydrophoben Gruppen besetzt- Wasser bildet dünnen Film mit Schichtstruktur -> unpolare Stoffe lösen sich besser als in normalem Wasser -> Verteilungschromatographie
- Welche chromatographischen Parameter sind bei der HPLC relevant? Durchbruchzeit tM - Zeit, die Substanz vom Auftrag bis zum Erscheinen im Detektor bei Aufenthalt auschließlich in der mobilen Phase benötigt- kann auch als Volumen der mobilen Phase VM ausgedrückt werdentM = VM/Fc Fc = Flussrate der mobilen PhaseBruttoretentionszeit tR:- Zeit, die ein Stoff beötigt, von der Aufgabe bis zum Erscheinen im DetektorNettoretentionszeit t'R:- Zeit, die ein Stoff an die stationäre Phase gebunden istt'R = tM - tR
- Wie funktioniert eine Größen-Ausschluss-Chromatographie? - stationäre Phase aus porösem Material mit definierter Porengröße- je kleiner die Probenbestandteile, desto tiefer dringen sie in die Poren ein, umso länger vrbleiben sie in den Poren, umso später kommen sie von der Säule
- Welche Anforderungen muss ein Detektor haben? Substanzen, die kurz nacheinander von der Säule kommen, müssen getrennt voneinander detektiert werden -> Detektor muss kurze Analysenzeit und hohe Nachweisempfindlichkeit haben
- Was ist der Unterschied zwischen Detektoren mit Bulk- und selektiven Eigenschaften? mit Bulk-Eigenschaft:-> messen Änderung einer physikalischen Größe des gesamten Elutionsstromsmit selektiver Eigenschaft:-> Mesung spezieller Eigenschaften gelöster Stoffe