5V H10 Les 4 - 10.4 Chromatografie

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

10.4 Chromatografie

Leerdoelen

Na deze les weet ik...:

• wat chromatografie is

Na deze les kan ik...:

• uitleggen op basis waarvan chromatografie werkt
• verschillende vormen van chromatografie uitleggen
• uitleggen hoe kwalitatief en kwantitatief onderzoek met chromatografie in zijn werk gaat

Voorkennis ophalen

Polaire binding

Apolaire binding

OH binding

CO binding

CH binding

NH binding

HH binding

Polaire molecuul

Apolair molecuul

Waterstof

Methaan

Methanol

Waterstofchloride

Koolstofdioxide

Water

Bij (papier)chromatografie hebben stippen hoog op het chromatografiepapier meer affiniteit met de
..(1).. fase, terwijl stippen laag op het papier meer affiniteit hebben met de ..(2).. fase

1. (1) mobiele (2) stationaire
2. (1) stationaire (2) mobiele
3. (1) mobiele (2) mobiele
4. (1) stationaire (2) stationaire

Chromatografie berust op verschil in aanhechtingsvermogen van de (kleur)stof aan het papier en oplosbaarheid van de (kleur)stof in de loopvloeistof.
Het evenwicht dat zich hierbij instelt is een voorbeeld van een...

1. homogeen evenwicht
2. verdelingsevenwicht
3. heterogeen evenwicht

Twee kleuren worden onderzocht d.m.v. chromatografie. Lysozym is een gele kleurstof die beter oplost in de loopvloeistof dan rodoxan, een rode kleurstof. Welke stof zal hoger komen op het chromatogram?

1. rodoxan
2. lysozym

Paracetamol maken

Wat gebeurt er met de Rf-waarde van paracetamol als Jessica i.p.v. een mengsel van petroleumether en aceton gebruikmaakt van een ander mengsel (andere verhouding) als loopvloeistof?

1. Nog steeds 0,7, want de Rf-waarde is onafhankelijk van het soort loopvloeistof
2. Anders dan 0,7, want de Rf-waarde is afhankelijk van het soort loopvloeistof.
3. Dat kun je niet voorspellen. De Rf-waarden kan nog steeds 0,7 zijn óf anders dan 0,7.

Chromatografie

Typen chromatografie

kolomchromatografie

papierchromatografie

dunnelaag chromatografie (TLC)

gaschromatografie (13.3)

vloeistofchromatografie

Chromatografie

Vorige les:

• Papierchromatografie
• TLC (Thin layer chromatografie) = Dunne laag chromatografie

• Kolomchromatografie

Deze les:

• HPLC = High pressure liquid chomatografie
• GC = gaschromatografie

Papierchromatografie

• Rf-waarde = a/b
• a = afstand van startlijn tot middelpunt van een vlek
• b = afstand van startlijn tot vloeistoffront

• Gebruik een referentiestof: zelfde Rf-waarde, zelfde stof
• Rf-waarde is karakteristeriek

TLC (Thin Layer Chromatography)

• In plaats van papier is een plaatje met SiO2 de stationaire fase.
• Principe van de scheiding is de verdeling van stoffen over de mobiele en stationaire fase. 
• Afhankelijk van voorkeur voor stof om in mobiele of stationaire fase te zitten, eindigt de stof op een andere plaats op het papier.

Kolomchromatografie

• Een kolom ipv papier
• Kolom is een dunne buis waarin de stationaire fase zit
• Mobiele fase is een vloeistof dat het mengsel meeneemt door de kolom heen
• Stoffen in een mengsel binden korter of langer aan de stationaire fase -> scheiding

Kolomchromatografie

• Mobiele en stationaire fase hebben tegengestelde polariteit

• Princiepe van scheiding op basis van verdelingsevenwicht:

K​v​​=​[A]​m​​​​[A]​s​​​​

[A]​m​​⇄[A]​s​​

Vloeistof chromatografie / Gaschromatografie

• Vloeistof chromatografie: stoffen hebben vloeibare fase
• Gas chromatografie: stoffen hebben gas-fase
• Beide hebben een kolom, waardoor de stoffen 'gescheiden' worden
• Draaggas/oplosmiddel hebben andere polariteit dan de kolom

Gaschromatografie

• Mengsel wordt verhit, zodat alle stoffen verdampen.
• Draaggas door de kolom geleidt.
• Binnenkant van kolom heeft dunne laag met stationaire fase

Retentietijd (tR)

• Tijd dat een stof in de kolom zit
• Elke stof heeft zijn eigen tR
• Scheiding is door specifieke eigenschappen van stationaire fase
• Vb: apolaire stoffen in een kolom met een apolaire stationaire fase zijn langzaam en komen later uit de kolom dan polaire stoffen

Principe van GC

• Stoffen blijven verschillend ''hangen'' aan de stationare fase; de ene meer dan de ander.
• Daardoor vindt scheiding plaats

Geef de volgorde waarin de onderstaande stoffen uit een polaire kolom komen.

Als 1e

Als 2e

Als 3e

Als 4e

Als 5e

Propaan

Pentaan

Ether

Ethanol

Ethaan-1,2-diol

Kwalitatieve analyse

• x-as: de tijd
•  y-as: spanning
• De detector geeft een andere spanning af als een andere stof passeert
• tR is bij zelfde omstandigheden specfiek voor een stof: opgezocht in tabellen

Kwantitatieve analyse

• Oppervlakte van een piek is recht evenredig met de concentratie van die stof in het mengsel
• Oppervlakte wordt bepaald met een computer
• Maar je weet niet hoeveel je hebt toegevoegd: dus je hebt een referentie nodig.

Plan van aanpak concentratiebepaling

• Chromatogram A met je te onderzoeken mengsel
• Chromatogram B met mengsel van zelfde stoffen met bekende concentraties
• Onder zelfde omstandigheden een kolom doen
• Gebruik de verhouding tussen oppervlaktepieken om concentratie in te onderzoeken mengsel te bepalen. 

Maak kloppend door groot of klein in te vullen:
1. De retentietijd van een stof die goed hecht aan de stationaire fase is ...
2. De retentietijd van hexaan op een polaire kolom is ...

1. 1. Groot, 2. Groot
2. 1. Klein, 2. Klein
3. 1. Groot, 2. Klein
4. 1. Klein, 2. Groot

Wanneer je gaschromatografie als kwantitatieve analysemethode toepast...

1. gebruik je de hoogtes van de pieken
2. gebruik je de breedtes van de pieken
3. gebruik je de oppervlaktes onder de pieken
4. gebruik je de retentietijden van de pieken

Wanneer de stationaire fase polair is...

1. bereikt een hydrofobe stof eerder de detector dan een hydrofiele stof
2. bereikt een hydrofiele stof eerder de detector dan een hydrofobe stof

Huiswerk

• MAAK: H10.4 Opgave 23, 24, 26, 27 
• LEES: 10.4