Chromatografie kennenlernen - Stofftrennung - Chemie
Chromatografie kennenlernen - Stofftrennung - Chemie
Chromatografie kennenlernen - Stofftrennung - Chemie
Einleitung
Mit der Chromatografie kannst Du ein Stoffgemisch trennen. Bei der Papierchromatografie wandert Wasser durch Papier. Dabei nimmt es Farben mit. Manche Farben wandern schnell, andere langsam.
Du lernst: Was ein Stoffgemisch ist, wie Papierchromatografie funktioniert und wie Du ein einfaches Experiment sicher durchführst.
Stoffgemisch oder Reinstoff?
Ein Reinstoff besteht nur aus einer Stoffart. Ein Stoffgemisch enthält mehrere Stoffe. Schwarze Filzstifttinte kann zum Beispiel aus mehreren Farbstoffen bestehen.
So funktioniert die Papierchromatografie
Das Filterpapier bleibt stehen. Es ist die stationäre Phase. Das Wasser bewegt sich. Es ist die mobile Phase oder das Laufmittel.
Das Wasser steigt im Papier hoch. Diese Wirkung heißt Kapillarität. Die Farbstoffe werden unterschiedlich weit mitgenommen. So entstehen einzelne Farbbänder.
Das einfache Experiment
Du brauchst: einen weißen Kaffeefilter oder Filterpapier, einen wasserlöslichen Filzstift, einen Bleistift, ein Glas, etwas Wasser und eine Klammer.
Sicherheit: Arbeite ruhig und sauber. Trinke das Wasser nicht. Frage eine erwachsene Person oder Deine Lehrkraft.
- Vorbereitung: Schneide einen Papierstreifen zu.
- Startlinie: Zeichne mit Bleistift eine Linie etwa zwei Finger breit über dem unteren Rand.
- Probe: Setze einen kleinen Filzstiftpunkt auf die Linie.
- Laufmittel: Fülle wenig Wasser in das Glas. Der Farbpunkt muss über dem Wasser bleiben.
- Trennung: Hänge den Papierstreifen in das Glas und warte.
- Auswertung: Nimm den Streifen heraus, bevor das Wasser ganz oben ist, und lasse ihn trocknen.
Beobachten und erklären
Das fertige Trennbild heißt Chromatogramm. Siehst Du mehrere Farbbänder, war die Tinte ein Gemisch. Ein Farbstoff wandert weiter, wenn er gut vom Wasser mitgenommen und weniger stark am Papier festgehalten wird.
Datei:Papierchromatographie in der Schule (Paper chromatography in School).webm
Wozu braucht man Chromatografie?
Chromatografie hilft beim Untersuchen von Stoffen. Sie wird zum Beispiel in der Lebensmittelchemie, Umweltchemie, Medizin und Kriminaltechnik genutzt. In der Schule reicht für den ersten Versuch meist Papier und Wasser.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was ist Chromatografie? (Ein Verfahren zum Trennen von Stoffgemischen) (!Ein Verfahren zum Erhitzen von Stoffen) (!Ein Gerät zum Wiegen) (!Eine Art von Magnet)
Was bleibt bei der Papierchromatografie an seinem Platz? (Das Filterpapier) (!Das Wasser) (!Der Farbstoff) (!Die Luft)
Welche Aufgabe hat das Wasser im einfachen Schulversuch? (Es bewegt die Farbstoffe durch das Papier) (!Es färbt das Papier schwarz) (!Es schneidet das Papier) (!Es macht aus dem Gemisch einen Reinstoff)
Wo muss der Filzstiftpunkt am Anfang liegen? (Über dem Wasserspiegel) (!Unter dem Wasserspiegel) (!Auf dem Glasboden) (!Außerhalb des Papierstreifens)
Warum wird die Startlinie mit Bleistift gezeichnet? (Weil die Bleistiftlinie nicht mit dem Wasser wandert) (!Weil Bleistift immer rot schreibt) (!Weil Bleistift das Wasser erwärmt) (!Weil Bleistift das Glas verschließt)
Wie heißt das fertige Trennbild? (Chromatogramm) (!Thermometer) (!Mikroskop) (!Kristall)
Warum entstehen verschiedene Farbbänder? (Die Farbstoffe wandern unterschiedlich weit) (!Das Papier erzeugt neue Farben) (!Das Glas malt die Streifen) (!Das Wasser wird zu Tinte)
Was kann schwarze Filzstifttinte enthalten? (Mehrere verschiedene Farbstoffe) (!Nur Sand) (!Nur Luft) (!Nur Metall)
Welches Laufmittel ist für diesen einfachen Schulversuch geeignet? (Wasser) (!Benzin) (!Lampenöl) (!Nagellackentferner)
Was solltest Du nach dem Versuch tun? (Die Farbbänder beschreiben und vergleichen) (!Das Versuchswasser trinken) (!Das nasse Papier zerknüllen) (!Das Glas ungeprüft wegwerfen)
Memory
| Papierchromatografie | Trennverfahren |
| Wasser | Laufmittel |
| Filterpapier | Stationäre Phase |
| Farbstoffgemisch | Mehrere Farbanteile |
| Startlinie | Ort der Probe |
| Chromatogramm | Fertiges Trennbild |
| Kapillarität | Wasser steigt im Papier |
| Beobachtung | Farbbänder beschreiben |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Papierchromatografie |
|---|---|
| Laufmittel | bewegt sich durch das Papier |
| Papierstreifen | bleibt an seinem Platz |
| Farbfleck | wird in Bestandteile getrennt |
| Startlinie | liegt über dem Wasser |
| Farbbänder | zeigen verschiedene Bestandteile |
...
Kreuzworträtsel
| Gemisch | Wie nennt man mehrere Stoffe zusammen? |
| Papier | Woran steigt das Wasser hoch? |
| Wasser | Welches einfache Laufmittel wird im Schulversuch benutzt? |
| Farbstoff | Welcher Stoff gibt der Tinte ihre Farbe? |
| Startlinie | Wo wird der kleine Farbpunkt aufgetragen? |
| Chromatogramm | Wie heißt das fertige Trennbild? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Versuchsbild: Zeichne Glas, Wasser, Papier, Startlinie und Farbpunkt. Beschrifte alle Teile.
- Vermutung: Sage voraus, welche Farben in einem schwarzen Filzstift stecken könnten.
- Wortkarten: Gestalte Karten zu Wasser, Papier, Farbstoff und Chromatogramm.
- Fotogeschichte: Stelle die sechs Versuchsschritte als Bilderfolge dar.
Standard
- Schülerexperiment: Führe die Papierchromatografie mit Wasser und einem wasserlöslichen Filzstift durch. Dokumentiere Deine Beobachtung.
- Vergleich: Untersuche drei verschiedene Filzstifte. Vergleiche Anzahl und Farbe der Bänder.
- Erklärvideo: Erstelle ein kurzes Video, in dem Du mobile und stationäre Phase erklärst.
- Fehlersuche: Beschreibe, was passiert, wenn der Farbpunkt im Wasser liegt. Begründe Deine Antwort.
Schwer
- Faire Untersuchung: Plane einen Vergleich zweier Filzstifte. Halte Papier, Wassermenge und Startlinie gleich.
- Detektivaufgabe: Erstelle Chromatogramme von drei Stiften. Lass eine andere Gruppe einen unbekannten Stift zuordnen.
- Chromatografie-Kunst: Gestalte ein Bild mit getrennten Farben und erkläre, welche Teile Kunst und welche Teile Untersuchung sind.
- Transfer: Finde ein Beispiel aus Lebensmittelchemie, Umwelt oder Kriminaltechnik und erkläre, warum Chromatografie dort nützlich ist.
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Lernkontrolle
- Versuchsplanung: Erkläre, warum der Farbpunkt über dem Wasserspiegel liegen muss.
- Vergleich von Chromatogrammen: Zwei schwarze Stifte zeigen verschiedene Farbbänder. Begründe, warum ihre Tinten nicht gleich zusammengesetzt sein müssen.
- Faire Prüfung: Plane einen Versuch, bei dem nur die Filzstiftsorte verändert wird. Nenne die Bedingungen, die gleich bleiben.
- Fehleranalyse: Ein Papierstreifen zeigt nur einen großen Fleck am unteren Rand. Nenne zwei mögliche Fehler und passende Verbesserungen.
- Modellvorstellung: Erkläre mit eigenen Worten, wie Wasser, Papier und Farbstoffe zusammenwirken.
- Trennverfahren wählen: Begründe, warum Filtern ein gelöstes Farbstoffgemisch nicht so gut trennt wie Papierchromatografie.
Lernnachweis
Für Deinen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:
- ein Stoffgemisch von einem Reinstoff unterscheiden kannst,
- den Aufbau der Papierchromatografie beschreiben kannst,
- die Begriffe mobile Phase, stationäre Phase und Chromatogramm richtig nutzt,
- das Experiment sicher planst und durchführst,
- Beobachtung und Erklärung voneinander trennst,
- Ergebnisse vergleichst und Fehler verbesserst.
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