Dünnschichtchromatographie

Antwort C ist korrekt.

850nm befinden sich nicht im UV- Bereich, die Strahlung kann stattdessen eine Wellenlänge von 366nm haben (A).

Die Indikatoren im Rahmen der Lumineszenzminderung hellen die Oberfläche auf, sodass die Proben als dunkle Flecken erscheinen (B).

Die Indikatoren sind in der Lage zu fluoreszieren bzw. zu phosphoreszieren (C).

Es leuchten nur Substanzen nach Ende der Bestrahlung, wenn phosphoreszierende Stoffe beigemischt werden (D).

Zur Auswertung wird ausschließlich UV-Spektroskopie verwendet, da IR-Strahlung nicht zur Fluoreszenz oder Phosphoreszenz anregt (E).

¹

Antwort C ist korrekt.

Die stationäre Phase wird als Sorbens bezeichnet, die mobile Phase heißt auch Eluent (1).

Kieselgel wird in der Dünnschichtchromatographie sehr häufig als stationäre Phase eingesetzt (2).

Kieselgel-Körner müssen möglichst gleichmäßige Oberflächen und Größen haben, um die Retention zu verbessern (3).

Die Modifikation von Kieselgel mit Chlorsilanen zu einer Umkehrphase findet in den zwei Schritten Silanisierung und Endcapping statt. Die Silanisierung von Kieselgel führt dazu, dass die Oberfläche unpolarer wird. Beim Endcapping werden die letzten freien Hydroxylgruppen durch kürzere Chlorsilane besetzt und die Oberfläche somit noch unpolarer gemacht (4). ²

Cellulose kann in der Dünnschichtchromatographie als stationäre Phase eingesetzt werden (5).

^{3 4}

Antwort D ist korrekt.

Der ⚠ $ R_f $-Wert gibt das Verhältnis zwischen Laufstrecke der Analysensubstanz und Fließmittelfront an (1).

Auch wenn die Kammersättigung vor der Entwicklung einer DC-Platte empfohlen wird, kann dies auch ohne Kammersättigung erfolgen (2).

Der Abstand zwischen Startlinie und Boden beträgt meist 1cm, da die Analyse nicht in die mobile Phase reichen darf (3).

Bei einer polaren Probe auf Kieselgel darf die mobile Phase nicht zu unpolar sein, da sonst die Wechselwirkungen zwischen Probe und stationärer Phase nicht unterbrochen werden. Andererseits fließt die Probe bei einer zu stark polaren mobilen Phase mit der Fließmittelfront (4).

Der ⚠ $ R_{st} $-Wert berechnet sich durch den Quotienten aus Laufstrecke der Analysensubstanz und der Laufstrecke des Standards und minimiert äußere Einflüsse (5).

^{5 6}

Antwort E ist korrekt

Hexan hat die geringste Polarität (höchste Lipophilie), während Wasser die höchste Polarität hat (geringste Lipophilie). Aceton ist aufgrund der Carbonylverbindung polarer als Acetonitril. ^{7 8}

Antwort D ist korrekt

Der Analyt verbleibt nach Auftrennung im chromatographischen System und wird dort erfasst. Im Gegensatz dazu wird z.B. die HPLC als äußeres Chromatogramm bezeichnet, da der Analyt das chromatographische System nach der Trennung verlässt und im anschließenden Detektor erfasst wird. (A).

Zum Beispiel ist reine Cellulose optisch aktiv und kann daher Enantiomere trennen (B).

Die Flussgeschwindigkeit des Fließmittels ist anfangs noch hoch und sinkt aufgrund von Kapillarkräften mit zunehmender Höhe der Fließmittelfront (C).

Lösemittel können mithilfe des Lösungsmitteldreiecks anhand der drei Kategorien H-Akzeptor, H-Donator und Dipol-Wechselwirkung unterteilt werden (D).

Aluminiumoxid kann als stationäre Phase verwendet werden, da es wie Kieselgel zu den ionisch-polaren Adsorbenzien gehört (E).

^{9 10 11}

Die Strukturen sind unterschiedlich stark polar.

Die stationäre Phase Kieselgel ist polar. Daher werden Strukturen, die polare funktionelle Gruppen haben, mit dem Kieselgel wechselwirken und langsamer auf der DC-Platte wandern (niedriger ⚠ $ R_f $-Wert). Benzoesäure hat eine Carboxygruppe als funktionelle Gruppe, die sehr polar ist. Der ⚠ $ R_f $-Wert wird niedrig sein. n-Propylbenzol hat eine aliphatische Propylgruppe, die lipophil ist und daher nicht mit dem Kieselgel wechselwirken wird (hoher ⚠ $ R_f $-Wert). Das unpolare Fließmittel Toluol hat eine hohe Elutionskraft auf das unpolare n-Propylbenzol. ^{14 15}

Hier liegt eine Umkehrphase als stationäre Phase vor, die jetzt unpolar ist und damit mit unpolaren Substanzen wechselwirken kann. Daher weist nun die Substanz eine höhere Retention vor, die unpolarer ist und dies ist n-Propylbenzol (niedriger ⚠ $ R_f $-Wert). Benzoesäure hingegen ist polar und wandert mit dem polaren Fließmittel Methanol mit und hat damit einen hohen ⚠ $ R_f $-Wert. ^{16 17}

Eine Hydroxygruppe ist polar und kann mit polaren stationären Phasen wie Kieselgel wechselwirken. Bei beiden Strukturen wird dies zu einem niedrigeren ⚠ $ R_f $-Wert führen, da die Retention zunimmt und die Substanzen weniger stark wandern werden. ¹⁸

Die Elutionsreihe nach steigendem ⚠ $ R_f $-Wert: Benzoesäure < Phenol < Benzoesäuremethylester < n-Propylbenzol. Phenol ist ein Benzenring mit einer polaren Hydroxygruppe und wird daher mit der stationären Phase stärker wechselwirken als Benzoesäuremethylester. ^{19 20}

1. niedrigeren

2. unpolarer

3. stationären

4. weiter ²²

Da eine Standardsubstanz eingesetzt wird, liefert der ⚠ $ R_{st} $-Wert eine systemunabhängige und reproduzierbare Aussage. Der ⚠ $ R_{st} $-Wert ist weniger anfällig gegenüber beispielsweise Temperaturschwankungen oder Luftfeuchtigkeit als der ⚠ $ R_f $-Wert. Daher ist die Aussage des ⚠ $ R_f $-Wertes schlecht auf andere Chromatographien übertragbar, wenn diese nicht unter den exakt gleichen Bedingungen durchgeführt wurden. ²³

⚠ $ R_f $-Wert blau: ⚠ $ \left(\frac{4}{8}\right) = 0,5 $

⚠ $ R_f $-Wert rot: ⚠ $ \left(\frac{6}{8}\right) = 0,75 $

⚠ $ R_{st} $-Wert rot: ⚠ $ \left(\frac{4}{3}\right) $ -> Strecke Standard: ⚠ $ \left(\frac{6}{\left(\frac{4}{3}\right)}\right) = 4,5 $

⚠ $ R_{st} $-Wert blau: ⚠ $ \left(\frac{4}{4,5}\right) = \left(\frac{8}{9}\right) $ ²⁴

Ein möglicher Grund kann die Instabilität der roten Analysesubstanz sein, die über einen gewissen Zeitraum auftreten kann. Der Fleck der roten Analysensubstanz hätte bei normaler Stabilität höher sein müssen als der Fleck der blauen Substanz. ²⁵

Beim Tailing verschwimmen Substanzflecken, da dissoziierte Teile des Analyten im Fließmittel eine andere Elution aufweisen als nicht dissoziierte Teile. Die Trennung wird ungenau. Durch die Zugabe von 1-2% eines Modifiers zum Fließmittel kann die Dissoziation verhindert werden. Bei sauren Analysensubstanzen eignet sich beispielsweise Essigsäure oder Ameisensäure als Zusatz, bei basischen Analysensubstanzen eignet sich konzentrierte Ammoniaklösung oder Diethylamin. ²⁶