Grundlagen der Chromatografie - Adsorption


Eine Adsorption erfolgt fast immer dann, wenn Gase oder Lösungen mit einer festen Phase in Wechselwirkung treten. Beispiel: Versetzt man z.B. Rotwein mit Aktivkohle und schüttelt gut durch, so erhält man nach dem Filtrieren eine wasserklare Flüssigkeit. Die Farbstoffe und Aromastoffe des Rotweins werden an der Aktivkohle adsorbiert. Beispiele für gute Adsorbentien sind: Aktivkohle, Kieselgel, Aluminiumoxid, Stärke und Cellulose.

Die Adsorption ist um so stärker (intensiver), je größer die Oberfläche des Adsorbens ist. Ursache der Adsorptionsvorgänge sind Wechselwirkungen zwischen dem Adsorbens und dem adsorbierten Stoff. Im Inneren eines homogenen Stoffes sind Atome, Moleküle oder Ionen von gleichartigen Teilchen umgeben, so dass nach allen Seiten hin gleich große Kräfte wirken. Bei den Teilchen an der Oberfläche sind ihre Bindungskräfte nach außen hin nicht abgesättigt. Sie sind daher in der Lage, andere Moleküle oder Ionen zu binden. Adsorptionsvorgänge beruhen im wesentlichen auf VAN - DER - WAALS - Bindungen. Sie verlaufen exotherm, so dass die Adsorption mit steigender Temperatur abnimmt.

Trennung durch Adsorption - Ein märchenhaftes Prinzip


Weit von hier regierte einst ein mächtiger König. Natürlich hatte er eine schöne Tochter. Und er wollte sie ausgerechnet dem stärksten und kräftigsten Mann seines Reiches zur Frau geben. Aber den musste er erst einmal finden.

Da rief er alle Weisen seines Reiches zu sich und fragte sie um guten Rat. Der war teuer - die Herren litten an Kreativitätsmangel. Bis auf einen - Chromos genannt. Der hatte eine pfiffige Idee: " Majestät", sagte er, "im Westen Eures Reiches fließt ein reißender Fluss. Nutzt ihn für einen Super-Wettbewerb. Lasst Eure Ingenieure in regelmäßigen Abständen Pfähle über dem Fluss befestigen - gerade so hoch und so dick, daß ein schwimmender Mensch sie ergreifen kann. Wenn Ihr nun einen Mann in den Fluss werft, kann er einen Pfahl fassen und sich daran festhalten - bis die Strömung ihn wieder mit sich fortreißt. Sie wird ihn zum nächsten Pfahl tragen, und er wird sich auch daran festhalten. Je stärker der Mann ist, desto öfter und desto länger wird es ihm gelingen, sich festzuhalten. Wenn Ihr nur genug Pfähle zwischen Start und Ziel befestigt habt, wird unweigerlich der schwächste Mann zuerst und der stärkste zuletzt am Ziel eintreffen. Das wird ein spannendes Rennen für Eure Untertanen."
Der König, für neue sportliche Ideen stets aufgeschlossen, ließ die Rennstrecke bauen. Nicht der Schnellste sollte siegen, sondern der Langsamste. Und so geschah es. Einfach, schonend und ohne Blutvergießen wurde der Sieger ermittelt und mit der Königstochter vermählt.

Die Sportwissenschaftler aber nannten den Fluss mobile Phase, die Pfähle stationäre Phase und die Zeit, die ein Athlet für die Strecke benötigte, Retentionszeit. Denn Retention heißt soviel wie Festhalten oder Zurückhalten. Und zu Ehren des weisen Königsberaters nannten sie den neuen Sport "Chromatographie". Und weil diese Begriffe so schön wissenschaftlich klangen, wurden eines Tages auch die Naturwissenschaftler auf die märchenhaften Möglichkeiten des neuen Sports aufmerksam. Sie schickten nicht Bewerber um die Hände von Königstöchtern, sondern chemische Substanzen auf die Strecke. Statt eines reißenden Flusses wählten sie als mobile Phase ein Lösungsmittel. Die Pfähle wurden durch absorbierende Stoffe wie Kieselgel oder Aluminiumoxid ersetzt. Und wie man sieht, chromatographieren sie noch heute.

Ostern 2019 - Passend zum Digitalpakt: Hardware + Inhalte für den Chemieunterricht

In ganz vielen Schulen soll es inzwischen Computer/Laptops und Internet geben. Der Einsatz dieser Medien in der Chemie ist aber eher bescheiden.
Seit vielen Jahren entwickelt und erprobt ein lockerer Zusammenschluss von Chemielehrern, der Arbeitskreis Kappenberg (AK), die digitale Messwerterfassung im Chemieunterricht. Alleine im letzten Jahrzehnt haben sich über 1000 All-Chem-Misst II bei den Chemieexperimenten bestens bewährt.
Aus Mangel an geeigneten Medien wurde dazu der Teacher's Helper (TH) als digitale Lösung für den Chemieunterricht konzipiert. Der TH baut ein eigenes kleines WLAN im Chemie- oder Klassenraum auf. Mit seiner Hilfe können Lehrer und Schüler Übungen, (Kamera-)Bilder, Hausaufgaben und auch die Messwerte des All-Chem-Misst II teilen.
Damit hat der AK Vorgaben, wie sie im Digitalpakt vorgesehen sind, für den Chemieunterricht größtenteils schon seit Jahren erfüllt.

Veröffentlicht in ak-startseite-news

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