Allgemeine Hinweise zum Experimentieren und Disclaimer beachten!
EINLEITUNG
Die Chromatographie (v. chroma griechisch = Farbe & graphein griechisch = schreiben) ist ein genaues und einfaches chemisches Untersuchungsverfahren. Mit ihr lassen sich Reinstoffe (nur aus einem Stoff bestehend) oder Stoffgemische (aus mehreren Stoffen bestehend) auf Verunreinigungen untersuchen. Weiter kann man präparativ Stoffe voneinander trennen.
Unter Jüngeren sind Filzstifte sehr beliebte Malstifte. Mit dem hier angewandten Versuch einer Papierchromatographie kann sehr eindrucksvoll gezeigt werden, dass beispielsweise Schwarz nicht zu den Grundfarben der Farbenmischung gehört und leicht in seine Bestandteile (Mischfarben) aufgetrennt werden kann.
SCHWIERIGKEITSGRAD
Experiment für zu Hause - einfach
GERÄTE
Filterpapier (weißes Kaffeefilterpapier/Löschpapier), Glasstab, Becherglas mit Wasser (Gefäß), Bunte (wasserlösliche!) Filzstifte (am besten funktionieren: Braun & Schwarz), Bleistift, Geodreieck
DURCHFÜHRUNG
Aus dem Filterpapier wird ein länglicher Streifen ausgeschnitten, der in das Glas passt. Dann wird mit Hilfe des Geodreiecks und dem Bleistift eine gerade Linie ca. 1 cm über dem unteren Ende gezogen.
Mit jedem Filzstift, der analysiert werden soll, wird ein Punkt auf diese Linie gemacht – wobei mindestens 1 cm zum Rand sowie zu den anderen Punkten einzuhalten sind.
Das Filterpapier wird am oberen Ende umgeknickt und über den Glasstab gelegt. Das Becherglas wird so weit mit Wasser gefüllt, dass das Papier gerade noch ins Wasser eintaucht.
Das Papier wird ins Wasser gehängt. Es lässt sich beobachten, wie das Wasser am Filterpapier hochsteigt und auch über die Farbpunkte zieht. Das Filterpapier wird erst wieder aus dem Glas gezogen, wenn die „Laufmittelfont“ (Linie des steigenden Wassers) knapp unter dem oberen Ende des Filterpapiers ist.
ANMERKUNG
Die bunten Tupfer trennen sich in verschiedene, bunte Farben auf. Je nach Fabrikat des Filzstifts entsteht ein unterschiedliches Farbmuster.
ENTSORGUNG
Filterpapier im Hausmüll, Wasser im Abfluss
ERKLÄRUNG
In der Chromatographie werden unterschiedliche Substanzen in der so genannten mobilen Phase (=Laufmittel) auf einer stationären Phase (= Filterpapier oä.) befördert. Aufgrund der Wechselwirkungen zwischen der Probe, der stationären Phase und der mobilen Phase werden einzelne Substanzen unterschiedlich schnell weitertransportiert und somit voneinander getrennt.
Die Farben in den meisten Filzstiften, insbesondere der Dunklen, werden aus unterschiedlichen Farben zusammengemischt. Die verschiedenen Farbanteile lösen sich zwar alle im Wasser, sie werden aber vom Filterpapier unterschiedlich stark „festgehalten“. Wenn das Wasser das Papier „hinaufkriecht“, benetzt es auch die Farbpunkte.
Das Ganze lässt sich mit einem reißenden Fluss (=Lösungsmittelfront) vergleichen. Dieser kann einiges an Treibgut (=Farbpartikel) mit sich führen. Die Geschwindigkeit, mit der das Treibgut weiterbewegt wird, hängt aber von der Art des Treibguts (Sandkörner werden schneller als Kieselsteine transportiert), von der Beschaffenheit des Flussbetts (raue Oberflächen erhöhen die Reibung des Treibguts und verringern somit die Geschwindigkeit des Abtransports) sowie von der Strömungsgeschwindigkeit ab.
Die Chromatographie wird z.B. in Forschungslaboren genutzt. Denn wenn ein neuer Stoff produziert wird, entstehen bei der chemischen Reaktion noch andere Substanzen. Chromatographische Methoden können dabei helfen, den gewünschten Stoff von den ungewünschten „Nebenprodukten“ abzutrennen.
