Säulenchromatographie

Die Säulenchromatographie ist eine Methode zur Zerlegung eines Stoffgemisches durch Adsorption. Es ist ein sehr wirksames Verfahren und eignet sich besonders zur Trennung kleiner Substanzmengen, die sich durch destillative Trennung nicht mehr trennen ließen oder die sich auch auf Grund ihrer Labilität / Instabilität nicht unbeschadet verdampfen ließen. Die Säulenchromatographie wird meist in einer senkrechten Säule durchgeführt, die mit einem pulverförmigen Adsorbens, der stationären Phase (meist Silicagel) gefüllt ist. Die Lösung der zu trennenden Stoffe strömt mit Hilfe der Schwerkraft durch die Säule wobei die einzelnen Substanzen je nach ihrer Affinität zum Adsorbens (und zum Lösungsmittel) verschieden leicht adsorbiert werden. Deshalb werden die Substanzen verschieden stark gebunden und halten sich im Idealfall in ihren eigenen Adsorptionszonen auf - mit verschiedenen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen können dann die Reinsubstanzen nacheinander eluiert werden. Eine praktische Anwendung findet die SC zum Beispiel in der Auftrennung von (Struktur)-Isomeren.

Geräte:

Chromatographiesäule
Halterung

Chemikalien:

Silicagel
Ethanol (F)


Essigsäure (C)


Wasser

Stoffgemisch:

Methylenblau (Xn)


Methylrot (Xn)



Durchführung:

Die Chromatographiesäule wird zuerst (da sie keine Fritte besitzt) mit etwas Watte unten verschlossen und anschließend mit der stationären Phase gefüllt, dies geschieht normalerweise mit einer Aufschlämmung der stationären Phase in einem Lösungsmittel; da hier jedoch nur eine sehr kleine Säule verwendet wird, wird die stationäre Phase direkt als trockenes Pulver eingetragen. Es ist darauf zu achten, dass keine Luftblasen oder Risse entstehen, diese würden die Chromatographie erheblich behindern. Das Laufmittel (Ethanol) wird nun vorsichtig, ohne die stationäre Phase aufzuwirbeln, eingeleitet - es ist des weiteren darauf zu achten, dass die Säule niemals trocken läuft. Anschließend wird das Stoffgemisch (1,0 ml) aufgetragen und durch die Säule gelassen - es wird immer Laufmittel nachgefüllt. Wenn die erste Fraktion abgefangen worden ist, und die andere Substanz auf Grund ihrer Affinität zum Silicagel und zum Ethanol nicht weiter "wandern" will kann das Laufmittel gewechselt werden. Hier wurde zur weiteren Eluierung, eine Mischung aus Essigsäure, Ethanol und Wasser (2:2:3) benutzt. Die zweite Fraktion kann nun aufgefangen werden. Bei professionellen Säulen (die natürlich auch größer sein können) besteht die Möglichkeit eines Druckluft- oder Vakuum-Anschlusses um die Trennung zu beschleunigen - es ist auch möglich einen "Fraktionssammler" zur Sammlung der einzelnen Fraktionen zu verwenden, oder bei nicht gefärbten Stoffgemischen Detektoren (Leitfähigkeitsdetekor,...) einzusetzen um die Fraktionen trennen zu können.

Entsorgung:

Reste der Lösungsmittel kommen in die halogenfreien organischen Abfälle.

Erklärung:

Die Stoffe im Stoffgemisch werden von der stationären Phase unterschiedlich stark adsorbiert. Dadurch lässt sich eine Auftrennung erzielen, wobei die aufgetrennten Stoffe später mit unterschiedlichen Lösungsmitteln eluiert werden können.

Bilder:


Substanzgemisch in der Säule


Abtrennung der 2. Fraktion


Beide Fraktionen getrennt