Säulenchromatographie (CC) ist eine übliche Labortechnik, die in Chemiekursen auf College-Niveau verwendet wird. Der Zweck von CC besteht darin, einzelne chemische Komponenten von einer unreinen Mischung zu trennen, die zwei oder mehr Komponenten enthält. CC steht im Zusammenhang mit Dünnschichtchromatographie (TLC); TLC zeigt jedoch die Reinheit einer Mischung (wie viele einzelne chemische Komponenten es enthält), während CC die Komponenten einer Mischung für die weitere Verwendung trennt.

Teil eins von vier:
Vorbereitung

  1. 1 Lesen und verstehen Sie den Laborablauf. Das Ziel der Säulenchromatographie besteht darin, die gewünschten chemischen Komponenten aus einer Mischung zu trennen und zu sammeln. Die Trennung findet innerhalb einer Säule statt, die ein stationäres Adsorptionsmittel und ein mobiles Elutionsmittel (Lösungsmittel) enthält. Eine unreine Probe wird in die Säule eingeführt und eluiert (oder getrennt), indem Elutionsmittel durch die Säule geleitet wird. Die Trennung tritt auf, weil Ihre unreine Mischung aus verschiedenen chemischen Komponenten besteht, die ungleichmäßig an der Oberfläche des Adsorptionsmittels adsorbiert (angeheftet) sein werden. Das Adsorptionsmittel ist ein poröses Material, üblicherweise Aluminiumoxid oder Silicagel, und ist das Medium, durch das sich Ihre Mischung trennt. Idealerweise sollte das Eluent, wenn es durch Ihre Säule läuft, mit einer einzelnen Komponente interagieren und so eine Komponente aus der Mischung extrahieren, während die anderen (n) am oberen Ende der Säule adsorbiert bleiben. Mehrere Eluenten können verwendet werden, um mehrere Komponenten Ihrer Mischung zu trennen.
  2. 2 Besorgen Sie sich geeignete Ausrüstung und chemische Spezies. Sammeln Sie die für die Durchführung des Verfahrens erforderlichen Geräte und chemischen Substanzen. Machen Sie sich außerdem mit Ihren Ressourcen und der Umgebung vertraut, bevor Sie mit Ihrer Arbeit beginnen. Die zur Durchführung dieses Prozesses erforderlichen Materialien variieren. Dieses Projekt erfordert jedoch mindestens die unter "Dinge, die Sie benötigen" aufgeführten Elemente am Ende dieses Artikels aufgelistet.

Teil zwei von vier:
Montieren Sie die Säule

  1. 1 Montieren Sie die Säulenvorrichtung. Platzieren Sie die Säule mit einem Ringständer und einer geeigneten Klemme so, dass sich die Spitze der Säule einige Zoll über der Standfußbasis befindet. Der Raum zwischen der Basis des Ständers und der Spitze der Säule sollte groß genug sein, so dass der Sammelkolben leicht positioniert werden kann, um die Ausgabe der Säule aufzunehmen, aber klein genug, so dass die Flüssigkeitsausgabe nicht spritzt, wenn sie in dem Kolben landet.
  2. 2 Legen Sie ein kleines Stück Glaswolle oder Baumwolle in die Säule direkt über dem Absperrhahn. Der Zweck der Glaswolle besteht darin, zu verhindern, dass das Festphasenadsorptionsmittel aus der Säule austritt.
  3. 3 Füllen Sie die Säule etwa zur Hälfte mit Ihrem am wenigsten polaren Lösungsmittel oder Elutionsmittel. Es ist wichtig, mit dem am wenigsten polaren Lösungsmittel zu beginnen, da dies die am wenigsten polare Komponente Ihrer Mischung zuerst trennt. Wenn Sie die erste Komponente erfolgreich eluiert haben, können Sie gegebenenfalls zu einem zweiten, polareren Lösungsmittel wechseln, um eine andere Komponente zu eluieren. Mehrere Eluenten können verwendet werden, um alle Komponenten Ihrer unreinen Mischung zu eluieren.
  4. 4 Fügen Sie eine 1-cm-Schicht Sand über dem Glaswollepfropfen hinzu. Gießen Sie vorsichtig Sand in die Säule, bis auf dem Pfropfen eine 1 cm dicke Sandschicht aufliegt. Verwenden Sie zusätzliche kleine Mengen Ihres am wenigsten polaren Lösungsmittels, um den Sand abzuwaschen, der an den Wänden Ihrer Säule haftet. Der Zweck des Sandes besteht darin, zu verhindern, dass das feine Pulveradsorptionsmittel durch den Glaswollestopfen entweicht und möglicherweise die schmale Spitze der Säule verstopft.
  5. 5 Stellen Sie Ihr Adsorbens durch Pulverpackung auf die Säule. Langsam (siehe Warnhinweise) fügen Sie Ihr pulverförmiges Adsorptionsmittel direkt in die Säule (Pulverpackung). Klopfen oder sanft die Säule schwenken, um Adsorptionsmittel von den Säulenwänden zu entfernen und den Feststoff in der Säule absetzen lassen.
    • Es sollten sich keine Luftblasen in der Säule befinden. Die Lufteinschlüsse verursachen eine ungleichmäßige Trennung der Elemente Ihrer Mischung und beeinträchtigen die Reinheit Ihrer Ergebnisse. Wenn Ihre Spalte offensichtliche Luftblasen enthält, leeren Sie Ihre Spalte und bereiten Sie eine weitere vor.
  6. 6 Fügen Sie Sand zu der Säule hinzu, bis sich eine 1 cm dicke Sandschicht über der Adsorptionsmittelschicht befindet. Gießen Sie erneut vorsichtig Sand in die Säule, bis eine 1 cm dicke Sandschicht auf der Adsorptionsschicht aufliegt. Verwenden Sie zusätzliche kleine Mengen Ihres am wenigsten polaren Lösungsmittels, um den Sand abzuwaschen, der an den Wänden Ihrer Säule haftet. Der Zweck der oberen Sandschicht besteht darin, das Adsorptionsmittel an Ort und Stelle zu halten.
  7. 7 Stellen Sie den Lösungsmittelstand so ein, dass er mehrere Millimeter über der obersten Sandschicht liegt. Positionieren Sie einen Sammelbehälter unter Ihrer Säule, öffnen Sie den Absperrhahn und lassen Sie den Lösungsmittelspiegel so weit zurückgehen, bis er einige Millimeter über der oberen Sandschicht liegt. Ihre Spalte ist jetzt bereit zu verwenden.

Teil drei von vier:
Elute Komponenten aus der Spalte

  1. 1 Stellen Sie Ihre Mischung auf die Säule und spülen Sie sie mit dem am wenigsten polaren Lösungsmittel an der Sandschicht vorbei. Mit einer Pipette, bringen Sie Ihre Mischung auf die Säule - stören Sie nicht die schützende Sandschicht. Öffnen Sie den Absperrhahn und lassen Sie das Niveau Ihrer Mischung / Lösungsmittellösung fallen, bis es einige Millimeter über der oberen Sandschicht ist. Deine Mischung ist jetzt "auf der Säule".
  2. 2 Elute die ersten Komponenten deiner Mischung. Führen Sie die folgenden Schritte aus, um die erste Komponente Ihrer Mischung mit Ihrem am wenigsten polaren Lösungsmittel zu trennen und zu sammeln. Denken Sie daran, niemals den Lösungsmittelstand unter die oberste Sandschicht fallen zu lassen.
    • Fügen Sie eine kleine Menge Ihres Lösungsmittels (2-4 Millimeter) zur Spalte hinzu.
    • Öffnen Sie den Absperrhahn, damit das Lösungsmittel bis zu mehreren Millimetern über die oberste Sandschicht absinken kann.
    • Wiederholen Sie die vorherigen Unterschritte, bis die Komponente den unteren Rand der Spalte erreicht (siehe Warnungen). Lassen Sie niemals zu, dass das Lösungsmittel in der Säule unter die oberste Sandschicht fällt.
    • Wenn die Komponente den Boden der Säule erreicht, sammeln Sie sie in einem sauberen und klar gekennzeichneten Sammelbehälter und legen Sie sie zur weiteren Analyse beiseite.
  3. 3 Eluieren Sie zusätzliche Komponenten mit etwas polareren Lösungsmitteln. Eine oder mehrere Komponenten Ihrer Mischung trennen sich nicht mit Ihrem am wenigsten polaren Lösungsmittel und bleiben daher am Adsorbens am oberen Ende der Säule adsorbiert. Trennen Sie diese Komponenten mit einem etwas polareren Lösungsmittel, indem Sie das verwendete Lösungsmittel wechseln und dem gleichen Verfahren folgen, das zum Eluieren der ersten Komponenten Ihrer Mischung verwendet wird. Um das Lösungsmittel zu ändern:
    • Öffnen Sie den Absperrhahn, um das Niveau des weniger polaren Lösungsmittels zu senken, bis es knapp über der obersten Sandschicht liegt.
    • Führen Sie vorsichtig das neue Lösungsmittel (2-4 mm) in die Säule ein. Öffnen Sie den Absperrhahn, um den neuen Lösungsmittelspiegel so einzustellen, dass er einige Millimeter über der oberen Sandschicht liegt. Stören Sie die schützende Sandschicht nicht.
  4. 4 Analysieren Sie die Reinheit der eluierten Lösungen mit Hilfe der Dünnschichtchromatographie. (Dieser Schritt ist optional.) Säulenchromatographie ist eine Trenntechnik, daher sollten Sie am Ende des Verfahrens mehrere Becher haben, die die separaten Komponenten Ihrer ursprünglichen Mischung enthalten. Um die Reinheit Ihrer eluierten Produkte zu analysieren, ist es üblich, Dünnschicht-Chromatographie durchzuführen, über die Sie im Artikel Dünnschicht-Chromatographie mehr erfahren können.

Teil vier von vier:
Aufräumen

  1. 1 Leeren Sie den Inhalt der Säule in einen sauberen Becher, indem Sie den Absperrhahn entfernen und Luftdruck ausüben. Richte das offene Ende der Säule in ein Becherglas und entferne den Absperrhahn. Legen Sie vorsichtig Luft auf die Spitze, um den Inhalt der Säule in den Becher zu entleeren. Wenn etwas in der Säule steckenbleibt (d. H. Glaswollepfropfen), benetzen Sie die Säule mit Aceton und üben Sie erneut Luftdruck aus.
  2. 2 Entsorgen Sie feste und flüssige Nebenprodukte in den entsprechenden Abfallbehältern. Entsorgen Sie die festen Materialien, einschließlich des Inhalts der Säule und des Stopfens, in dem entsprechenden Behälter für feste Abfälle. Entsorgen Sie die Flüssigkeiten auch in den dafür vorgesehenen Abfallbehältern. Waschen Sie niemals feste Materialien oder Flüssigkeiten in der Spüle oder legen Sie sie in einen unangemessen gekennzeichneten Abfallbehälter.
  3. 3Waschen Sie alle Geräte und bringen Sie sie an den richtigen Platz zurück.