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Chromatographie - 2. Analysentechniken

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Chromatographische Trennungen werden mit verschiedenen Techniken durchgeführt. Hier zunächst eine Apparatur zur Gas-Chromatographie für adsorptions- oder verteilungs- chromatographische Trennungen in der Gasphase. Für flüssigkeitschromatographische Trennungen
in Säulen werden unterschiedliche Trennmechanismen benutzt. Besteht die stationäre Phase aus größeren Trennpartikeln, so kann die flüssige, mobile Phase mit Hilfe einer peristaltischen Schlauchpumpe gefördert
werden. Eine Präzisionshochdruckpumpe wird dagegen
benötigt, um die mobile Phase mit optimaler Durchflußgeschwindigkeit durch eine
dünne Säule zu pumpen, die sehr kleine Trennpartikel enthält. Die moderne Technik der Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie in Säulen ermöglicht sehr rasche Trennungen. In der Dünnschicht-Chromatographie werden vergleichbare
Trennergebnisse ohne aufwendige apparative Hilfsmittel
erzielt. Dafür werden jedoch längere Trennzeiten benötigt. Hier dienen Aluminiumfolien, Kunststoff-Folien oder Glasplatten in verschiedenen Formaten als Träger für die stationäre Phase. Auf den Platten befinden sich die unterschiedlichen Adsorbentien, Gele oder Ionenaustauscher als dünne
Schichten von etwa 0,1 mm Dicke. Bei qualitativen Analysen kann die Probelösung, welche die zu
trennenden Stoffe im Gemisch enthält, am einfachsten mit Mikrokapillaren aus
Glas aufgebracht werden. In der Dünnschicht-Chromatographie erzielt man präzisere, quantitative
Ergebnisse, indem man sämtliche Schritte
vor Beginn einer Trennung automatisiert. Für quantitative Analysen bis in
den Spurenbereich stehen Analysen-Geräte zur
Verfügung, die exaktes Dosieren bis herab zu Nanoliter-Volumina ermöglichen. Vor
der Probenahme wird die Dosierkapillare zunächst gespült. Dann erfolgt die Entnahme eines festgelegten Volumens aus
den Probefläschchen. Die Probevolumina werden
präzise und in vorher programmierten Abständen auf die Startlinie der Dünnschichtplatte aufgetragen. Auch das strichförmige
Auftragen läßt sich unter Verwendung von Mikroliterspritzen mit Hilfe dieses Gerätes optimal durchführen. Zur dünnschicht-chromatographischen Trennung werden die mobilen Phasen in Trennkammern unterschiedlicher Form eingefüllt
- hier in eine Flachbodenkammer mit einer relativ großen Gasphase. Für den Erfolg und die Reproduzierbarkeit einer Trennung sind auch die Gleichgewichtseinstellungen zwischen Fließmittel und Gasphase sowie zwischen Gasphase, dem Fließmitteldampf und der trockenen Trennschicht von Bedeutung. Hier wird die Dünnschichtplatte zwischen zwei Glasplatten gelegt. Es handelt sich um eine sog. Sandwich-Kammer. Darin wird eine Wechselwirkung zwischen trockener Schicht und der Gasphase unterbunden; man erhält gut reproduzierbare Trennungen. Das nächste Beispiel zeigt eine sog. Linear-Entwicklungskammer. Von dem Fließmittel wird nur das benötigte Volumen eingesetzt. Die
chromatographische Trennung kann von zwei
Seiten erfolgen. Dieses System ermöglicht
eine weitgehende Kontrolle der Chromatographie- Bedingungen. In der Zirkular-Chromatographie wird diese sog. U-Kammer eingesetzt. Das
Fließmittel gelangt über die Spritze direkt auf die Schicht. An der Peripherie lassen sich zahlreiche Proben auftragen. Bei der Antizirkular-Entwicklung
wird das Fließmittel an der Kreisperipherie zugeführt. Dadurch werden Querdiffusionen unterdrückt, die zu verbreiterten Substanzflecken führen würden. Die Flußrate ist anders als bei den bisherigen
Trennkammern regelbar und während einer Trennung konstant. B ei der zuvor gezeigten linearen Entwicklung verringert sich dagegen die Flußrate mit der fortschreitenden Wanderung der Fließmittelfront. Bei der Zirkular-Entwicklung wird das Fließmittel in der Mitte zugeführt. Vor allem in der Nähe des Startpunktes werden hier schärfere Trennungen als mit der linear en Entwicklung erreicht. Der Übergang vom punkt- zum strichförmigen Auftragen bringt selbst in der linearen Entwicklung eine zusätzliche Verbesserung der Trennungen. Auch nicht gefärbte Substanzen lassen sich durch Besprühen mit Reagentien chromatographisch analysieren. Die Umwandlung in farbige Stoffe erfolgt dabei direkt auf der Schicht. Das
gleiche Ergebnis ist schneller und besser durch Eintauchen in die
Reagenzlösung zu erreichen. Mengen bzw. Konzentrationen werden anschließend beispielsweise photometrisch
bestimmt. Mit Hilfe dieses speziellen DC-Scanners können photo- oder auch fluorimetrische Messungen direkt auf der Schicht vorgenommen werden. Die Größe
der Substanzflecken und deren Lage auf der Schicht werden in ein geplottetes Chromatogramm umgesetzt - wie wir es aus der Säulen-Chromatographie gewohnt sind. Damit wird
auch die gleiche numerische Auswertung möglich wie bei der Gas-oder Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie. Die Hochleistongs-Flüssigkeits-Chromatographie in Säulen, kurz HPLC genannt, erzielt vergleichbare
Trennleistungen wie die instrumentelle Dünnnschicht-Chromatographie. Ein HPLC-Gerät besteht aus einem
Probeaufgabeteil, einer Hochdruckpumpe, einer dünnen Säule mit Teilchen von wenigen Mikrometern Durchmesser und einem Durchflußdetektor mit Schreiber oder Integrator. Eine
Lösung des zu trennenden Substanzgemisches wird mittels einer Spritze in die Probenschleife des Probeaufgabesystems überführt. Durch Umschalten des Ventils wird die mobile Phase über die Probenschleife in die HPLC-Säule geleitet. Dieses Säulensystem benutzt eine speziell
gesicherte Einspannvorrichtung für Glaskartuschen, die auch bei hohen Drucken stabil sind. Hier der normale zeitliche Ablauf eines Trennprozesses. Bei der Gradientenelution wird die Mischung zweier unterschiedlicher Lösungsmittel in der mobilen Phase kontinuierlich verändert. Dadurch wird die benötigte Elutionszeit erheblich verkürzt. Die hier getrennten Stoffe werden nach der Elution aus der Säule im Durchflußphotometer detektiert. Chemische Reaktionen, wie sie beim Besprühen von Dünnschichtplatten eintreten, lassen sich in Verbindung mit der HPLC auch in chemischen Reaktionsdetektoren durchführen.
Nach der üblichen HPLC-Trennung werden dem Eluentenstrom über Schläuche direkt hinter der Säule Reagenzlösungen zugeführt. Eine Luftsegmentierung verhindert die Vermischung vorher getrennter Stoffe. Die Durchmischung erfolgt in Glasspiralen. Ein Farbumschlag
zeigt die vorher farblosen Stoffe
an. Die Lösung wird durch eine Durchflußküvette gepumpt. Bei einer fest eingestellten Wellenlänge wird die Konzentration des Farbstoffes mit Hilfe der Lichtabsorption photometrisch erfaßt. Zum
Nachweis UV-absorbierender Stoffe dient ein
UV-Detektor. Bei fluoreszierenden Stoffen wird
ein Fluoreszenzdetektor und bei Ionen
ein Leitfähigkeitsdetektor eingesetzt. In der
Gas-Chromatographie ist die Trennsäule in
einen Ofen eingebaut. Die Trennsäule
enthält eine bei der Ofentemperatur flüssige Phase auf einem Trägermaterial.
Hier ein Blick in den Detektorraum am Ende der Trennsäule bzw. des Ofens. Im Flammenionisations- Detektor werden getrennte flüchtige organische Stoffe in einer Wasserstoff- Luft-Flamme verbrannt. Die gebildeten Ionen werden als Stromstärke registriert. Werden anstelle
einer gepackten Trennsäule Trennkapillaren benutzt, die kein Trägermaterial enthalten, so lassen sich höhere Trennleistungen erzielen.
Die flüssige Probe wird mit einer Mikroliterspritze durch ein Septum
in den Probeneinlaß gespritzt. Dort verdampft die Probe bei höherer
Temperatur als in der Trennsäule. Mit Hilfe des Trägergasstromes werden die getrennten Stoffe durch die Säule transportiert und gelangen so nacheinander in den Detektor. Die
Auswertung der Chromatogramme kann zusätzlich mit Hilfe eines elektronischen Integrators erfolgen.
Chromatographie
Trennverfahren
Computeranimation
Gasphase
Stationäre Phase
Mobile Phase
Trennverfahren
Mobile Phase
Stationäre Phase
Ionenaustauscher
Setzen <Verfahrenstechnik>
Gemisch
Qualitative Analyse
Quantitative Analyse
Trennverfahren
Mobile Phase
Gasphase
Trennverfahren
Sprühgerät
Trennverfahren
Besprechung/Interview
Reagenz
HPLC
Chromatographie
HPLC
Computeranimation
Elution
Gemisch
Lösungsmittel
Mobile Phase
Sprühgerät
Chemische Verbindungen
Gradientenelution
Lösung
Mischen
Nachweis
Anthrachinonfarbstoff
Lösung
Konzentration
Ionene
Fluoreszierender Stoff
Besprechung/Interview
Trennkolonne
Computeranimation
Gaschromatographie
Backofen
Organischer Stoff
Ionene
Trennkolonne
Trägersubstanz
Trennkolonne
Trägersubstanz
Trennkolonne
Computeranimation

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Chromatographie - 2. Analysentechniken
Alternativer Titel Chromatography - 2. Analytical Techniques
Autor Schwedt, Georg
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung - keine Bearbeitung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt in unveränderter Form zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.3203/IWF/C-1568
IWF-Signatur C 1568
Herausgeber IWF (Göttingen)
Erscheinungsjahr 1985
Sprache Deutsch
Produzent IWF
Produktionsjahr 1984

Technische Metadaten

IWF-Filmdaten Film, 16 mm, LT, 173 m ; F, 16 min

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Chemie
Abstract Gerätetechnische Demonstration dreier verschiedener moderner chromatographischer Verfahren. 1. Dünnschichtchromatographie: Anwendung von Nanoliter-Kapillaren; Probennehmer und Auftragsautomat; Flachboden-, Sandwich-, Linearentwicklungs-, Antizirkular-Kammer; Sprühentwicklung; Tauchkammer; Photometer-Scanner; Plotter; Integrator; Drucker. 2. Hochleistungs-Flüssigkeits-Chromatographie: Säulen; Reaktionsdetektor. 3. Gaschromatographie: Trennsäulen und Trennkapillaren; Ionisationsdetektor.
Schlagwörter Trennsäule
Tauchkammer
Sprühentwicklung
Säulenchromatographie
Reaktionsdetektor
Photometer
Kapillarsäule
Gaschromatographie
Entwicklungskammer
Dünnschichtchromatographie
Analyseautomat
Chromatographie

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