H13.2 les 3 Chromatografie_25

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Dunne Laag Chromatografie (TLC)

NOVA H13 Analysetechnieken

H13.2 Chromatografie - les 3

Leerdoelen

• Je kunt uitleggen wat het verschil is tussen een kwalitatieve en een kwantitatieve analyse
• Je kunt uitleggen op welke verschillen in stofeigenschappen chromatografie berust
  
• Je kunt uitleggen hoe met hulp van chromatografie de aanwezigheid van stoffen kan worden aangetoond 

kwalitatief <--> kwantitatief

• kwalitatieve analyse: welke stoffen zijn aanwezig
  
  
• kwantitatieve analyse: hoeveel is er van een stof aanwezig

Chromatografie

• Scheidingsmethode
• Veel toegepast in laboratoria
• Wordt zowel kwalitatief als kwantitatief gebruikt
• Er zijn verschillende typen chromatografie.......

Typen chromatografie

kolomchromatografie

papierchromatografie

dunnelaag chromatografie (TLC)

gaschromatografie (13.3)

vloeistofchromatografie

Op welk verschil in stofeigenschappen berust chromatografie?

1. oplosbaarheid in het oplosmiddel
2. aanhechtingsvermogen aan het oppervlak
3. oplosbaarheid en aanhechtingsvermogen
4. oplosbaarheid, aanhechtingsvermogen en nog iets anders

Chromatografie

Chromatografie

Een stof verdeelt zich over de stationaire fase en mobiele fase door verschil in bindingssterkte tussen deeltjes

(verdelingsevenwicht)

voorkennis: bindingen

Hoe goed een stof kan oplossen (mengen) in het oplosmiddel (mobiele fase) en hoe sterk een stof aanhecht aan het oppervlak van de stationaire fase wordt bepaald door de bindingen die de moleculen onderling vormen. 

Daarom gaan we eerst controleren wat je nog weet van bindingstypen vóór we verder gaan met de uitleg van het principe van chromatografie.

(a)polaire atoombinding

Hoe bepaal je of een atoombinding (a)polair is?

Polaire atoombinding

Polaire atoombinding

Δ​EN​​>0,4

Polaire binding

Apolaire binding

OH binding

CO binding

CH binding

NH binding

HH binding

Dipoolmolecuul?

Niet alle moleculen met polaire atoombindingen vormen ook polaire moleculen (dipoolmoleculen).

Hoe bepaal je of een molecuul een dipoolmolecuul is?

DIPOOL molecuul

Een dipool molecuul heeft een            en een            kant.

Voorwaarden:

• het molecuul heeft polaire atoombinding(en) en
  
• het middelpunt van de            en het middelpunt van de  lading valt niet samen
  

--> Binas tabel 55AenB: dipoolmoment > 0  --> dipool
                                                   dipoolmoment = 0 --> geen dipool

δ+

δ−

δ+

δ−

Polair molecuul

(dipoolmolecuul)

Apolair molecuul

Waterstof

Methaan

Methanol

Waterstofchloride

Koolstofdioxide

Water

dipoolmolecuul

apolair molecuul

molecuul met OH/NH groep

ion-dipoolbinding

waterstofbruggen

vanderWaalsbinding

dipool-dipoolbinding

Welke binding komt voor tussen de moleculen in de volgende stoffen?

Dipool-dipool binding

Waterstofbruggen

Alleen vanderwaalskrachten

Water

Methaan

Ammoniak

Benzeen

waterstofchloride

Opdracht waterstofbruggen tekenen

• Neem de structuurformule van PL over op papier
• Geef weer hoe twee watermoleculen aan een
  PL-molecuul kunnen binden door middel van waterstofbruggen.
• Teken de watermoleculen in structuurformules en geef de waterstofbruggen weer met - - - - -

Voorbeeld van een goed antwoord

Zet waterstofbruggen, vanderwaalskrachten en dipool-dipool bindingen op volgorde van sterkste tot zwakste intermoleculaire kracht.

Toenemende bindingssterkte

hydrofiel en hydrofoob

Maak een T-diagram in je schrift met "hydrofiel" en "hydrofoob"

• Wat betekenen deze woorden?
• zet de volgende woorden in de juiste kolom:
• polair molecuul, apolair molecuul, vanderWaalsbinding, waterstofbruggen, ion-dipoolbinding, dipool-dipoolbinding

bepalend voor de scheiding/retentie tijd zijn:

- polariteit van stationaire fase en loopvloeistof: hydrofiel of hydrofoob?

- polariteit van de stoffen in het mengsel: hydrofiel of hydrofoob?

Onthoud: soort zoekt soort! 

polair blijft langer bij de polaire fase

polair: bijv -OH of -NH of C=O of C-Cl

(zoek het eventueel op, verschil in elektronegativiteit, Binas 40A)

apolair: C-H en aromatisch (ringstructuren, alleen VDW)

Verschillende manieren om chromatografie uit te voeren:

            Papier                                   Dunne laag                         Kolom

   chromatografie                       chromatografie             chromatografie

Papierchromatografie

• papier = stationaire fase
   --> papier heeft veel OH-groepen 
   --> dus altijd hydrofiel 
• oplosmiddel = de loopvloeistof
                            = mobiele fase 
• [hydrofiele stoffen]stat >
   [hydrofiele stoffen]mob
• hydrofiele stoffen bewegen
   minder ver 

 

 

Dunnelaag chromatografie

• stationaire fase : op kunststofplaatje wordt hydrofoob of hydrofiel dragermateriaal aangebracht 
• mobiele fase: loopvloeistof is meestal een hydrofoob of hydrofiel mengsel (bijv. aceton en hexaan  of propaan-1-ol en water)

 

 

Kolomchromatografie

Hoe bepaal je welke stof het is?

Deze vormen van chromatografie worden gebruikt voor kwalitatieve analyse: welke stof is het?

Hoe werkt dat?

Rf waarde (Relative flow)

Elke stof verdeelt zich over de mobiele en stationaire fase met 

een eigen verdelingsconstante K:

                                                                                    K_v = [A]_s /  [A]_m    

Daardoor legt niet elke stof dezelfde afstand af ten opzichte van 

het vloeistoffront (f). 

De relatieve flow Rf wordt als volgt berekend:       R_f (rood) = r / f

f

b

r

g

Opdracht

1. Bereken de Rf waarde van de blauwe kleurstof

2. Gegeven: Kv = [A]s / [A]m   

Welke stof heeft de grootste Kv ?

Opdracht

De stof die het sterkst hecht aan de stationaire fase, heeft de grootste Kv. Dat is dus de groene kleurstof

Referentiestoffen

 Om te kunnen bepalen welke stoffen er aanwezig zijn in het mengsel, moet je op hetzelfde chromatogram ook referentiestoffen laten meelopen, omdat de verdeling van een stof over de stationaire fase en de mobiele fase afhankelijk is van o.a. temperatuur en samenstelling van het oplosmiddel.

Referentiestoffen

Een referentiestof is een stof waarvan je vermoedt dat hij in het mengsel aanwezig is

Chromatogram waarin is onderzocht of shampoo arginine en/of taurine bevat

zuivere arginine in 3 concentraties

zuivere taurine in 3 concentraties

Eigen werk

Doorlezen blz 94 t/m 96

Leren blauwgedrukte begrippen

Bestuderen voorbeeldopdracht 2 + 3

Maken + nakijken opdracht 11 + 13 + 15 + 16