Name: separating mixtures by polarity
Uploaded: 2020-03-26T07:22:28.000Z
Duration: 3 min 7 s
Channel: JoVE

Die Säulenchromatographie ist eine Technik, bei der eine gepackte Säule verwendet wird, um Verbindungen basierend auf ihren Wechselwirkungen mit einer stationären Phase, die normalerweise in Form von mikroskopisch kleinen Kügelchen vorliegt, zu trennen. Die Zwischenräume zwischen den Kügelchen sind mit Lösungsmittel gefüllt. Durch das Öffnen der Säule kann das Lösungsmittel durch die stationäre Phase fließen. Wenn ein Gemisch auf die Oberseite der gepackten Säule aufgetragen wird, gefolgt von mehr Lösungsmittel, bewegt sich das Gemisch in die mobile Phase und fließt durch die stationäre Phase.
Jede Komponente des Gemisches interagiert auf unterschiedliche Weise mit der stationären Phase. Einige Komponenten haben schwache Wechselwirkungen mit der stationären Phase und bewegen sich daher schnell durch die Säule, während andere starke Wechselwirkungen mit der stationären Phase haben und sich daher langsamer bewegen. Dabei werden die verschiedenen Verbindungen in Banden getrennt, die in kleinen Fraktionen gesammelt werden. Dies ermöglicht die Reinigung jeder Verbindung.
Welche Eigenschaften können also zur Trennung von Gemischen verwendet werden? Eine der am häufigsten verwendeten Eigenschaften ist die Polarität. Hierfür wird häufig Kieselgel, eine Form von Siliziumdioxid, als stationäre Phase verwendet. Kieselgel interagiert mit Verbindungen durch Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen durch die -OH-Gruppen, die sich auf seiner Oberfläche bilden. So wechselwirken polare Verbindungen stark mit der stationären Phase, während unpolare Verbindungen schwach wechselwirken.
Weitere Eigenschaften, die für die Trennung ausgenutzt werden können, sind Größe, Ladung und Hydrophobizität. Eine gängige Methode, die stationäre Phase in die Säule zu laden, ist die Aufschlämmung der stationären Phase und des Lösungsmittels. Dann wird die stationäre Phase verpackt, indem mehr Lösungsmittel durch die Säule fließt, um die Aufschlämmung zu verdichten. Es ist wichtig, dass die stationäre Phase gleichmäßig gepackt wird, ohne Luftblasen, leere Kanäle oder trockene Flecken. Diese können den Fluss stören und zu einer Vermischung der Bänder führen.
Bei der Auswahl einer Säule orientiert sich der Durchmesser am Volumen der zu trennenden Probe. Die Probe sollte die Oberseite der Säule mit einer dünnen, gleichmäßigen Schicht bedecken. Eine dickere Probenschicht führt zu breiteren Banden. Die Säulenlänge hängt davon ab, wie gut sich die Verbindungen in der stationären Phase trennen. Verbindungen mit ähnlichen Affinitäten für die stationäre Phase benötigen eine lange Säule für eine adäquate Trennung. Ein Gemisch von Verbindungen mit sehr unterschiedlichen Affinitäten für die stationäre Phase kann jedoch auf einer kürzeren Säule getrennt werden.
In diesem Labor erforschen Sie die Säulenchromatographie, indem Sie zunächst eine Kieselgelsäule verpacken und vorbereiten. Anschließend verwenden Sie Ihre Säule, um die farbigen Komponenten in grüner Lebensmittelfarbe zu trennen.

säulenchromatographie

Säulenchromatographie
Es gibt mehrere Techniken, um Verbindungen in einem Labor für organische Chemie zu reinigen und zu trennen. Eine der zuverlässigsten Trenntechniken für mikroskalige Trennungen, bei denen weniger als 10 Gramm der Verbindung für die Analyse zur Verfügung stehen, ist die Säulenchromatographie. Diese Technik trennt Verbindungen in einem Gemisch basierend auf ihren physikalischen Eigenschaften wie Löslichkeit, Polarität, Hydrophobizität, Größe und Ladung.
<h4>Grundlagen der Chromatographie</h4>
Die Hauptkomponenten eines jeden Chromatographiesystems sind die stationäre Phase, die mobile Phase und das zu analysierende Probengemisch. Bei der Säulenchromatographie besteht die stationäre Phase typischerweise aus mikroskaligen Kügelchen, die gleichmäßig in einer vertikalen Säule verpackt sind. Ein kontinuierlicher Fluss der mobilen Phase, auch Lösungsmittel genannt, wird an der Oberseite der Säule zugesetzt, die durch die Schwerkraft oder mit einer kontrollierten Durchflussrate durch eine Pumpe durch die stationäre Phase fließt.
Die Probe wird in einer kleinen Menge des Lösungsmittels aufgelöst und dann auf die Oberseite der Säule gegeben. Mehr Lösungsmittel wird hinzugefügt, um die Probe zu zwingen, durch die stationäre Phase zu fließen. Die Verbindungen im Gemisch teilen sich aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften zwischen der mobilen und der stationären Phase auf und bilden diskrete Banden.
Verbindungen mit starken Wechselwirkungen mit der stationären Phase bewegen sich langsamer als Verbindungen mit schwachen Wechselwirkungen mit der stationären Phase. Daher verlassen Verbindungen mit schwachen Wechselwirkungen die Säule früher oder eluieren als solche mit starken Wechselwirkungen. Die Stärke der Wechselwirkung einer Verbindung mit der stationären Phase wird durch den Verzögerungsfaktor (Rf) definiert, der das Verhältnis der von einer Komponente zurückgelegten Strecke zu der von der mobilen Phase zurückgelegten Strecke darstellt. Der Verzögerungsfaktor wird zunächst durch eine Dünnschichtchromatographie bestimmt.
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Ein hoher Wert des Verzögerungsfaktors deutet darauf hin, dass die Probe stark mit der stationären Phase interagiert und lange braucht, um zu eluieren. Ein niedriger Wert des Verzögerungsfaktors deutet darauf hin, dass die Probe nicht sehr stark mit der stationären Phase wechselwirkt und schneller eluiert. Da sich Verbindungen in einzelne Banden aufteilen und aufgrund ihrer unterschiedlichen Rf-Werte zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus der Säule eluieren, können sie einzeln isoliert werden, indem das Lösungsmittel unter der Säule in Fraktionen gesammelt wird.
<h4>Überlegungen zur Säulenchromatographie</h4>
Eine Chromatographiesäule ist ein vertikal ausgerichtetes Glas- oder Kunststoffrohr. Die Größe der Säule kann von wenigen Zentimetern (z. B. bei einer Pasteur-Pipette) bis zu Metern (z. B. bei industriellen Säulen) reichen. Der Durchmesser der Säule hängt von der Menge der zu trennenden Probe ab, während die Länge der Säule von der Schwierigkeit der Trennung abhängt. Die effizienteste Partitionierung in diskrete Bänder erfordert dünne Probenschichten; Daher ist die Bestimmung des geeigneten Durchmessers ein wichtiger Schritt. Wenn zu viel Probenvolumen relativ zum Durchmesser der Säule geladen wird, entstehen breitere und weniger definierte Banden als das gleiche Probenvolumen in einer Säule mit größerem Durchmesser.
Bei der Wahl der Spaltenlänge sind die Rf-Werte der Komponenten zu berücksichtigen. Komponenten mit ähnlichen Verzögerungsfaktoren können schwierig zu trennen sein und erfordern eine längere Säule, um die einzelnen Banden aufzulösen. Verbindungen mit sehr unterschiedlichen Verzögerungsfaktoren benötigen möglicherweise keine lange Säule, da sie sich leicht trennen sollten. Bei der Auswahl der stationären Phase ist es wichtig, eine zu wählen, die für jede Komponente unterschiedliche Verzögerungsfaktoren zur Folge hat.
Die Vorbereitung der Säule ist der wichtigste Teil beim Betrieb einer Chromatographiesäule. Die Masse der stationären Phase, die in der Säule verpackt ist, sollte mindestens das 20-fache der Masse der Probe betragen. Wenn die Säule unten keine poröse Scheibe hat, sollte sie mit Watte und einer dünnen Schicht Sand gefüllt werden. Dadurch wird verhindert, dass die stationäre Phase durch den Austritt der Säule verloren geht.
Es gibt zwei Methoden, um die Säule zu packen: die Trockenpackmethode und die Güllemethode. Beim Trockenverfahren wird die stationäre Phase in Pulverform in die Säule überführt. Die Säule wird dann mehrmals mit der mobilen Phase/dem Lösungsmittel gewaschen, um sicherzustellen, dass das Lösungsmittel jeden Teil der Kieselgelsäule durchdringt. Wenn diese Methode nicht richtig durchgeführt wird, kann sie die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass sich trockene Stellen, Kanäle und Luftblasen in der Säule bilden. Diese Defekte beeinträchtigen die Fähigkeit der Säule, Komponenten eines Gemisches zu trennen.
Die Güllemethode bietet eine gleichmäßiger gepackte Säule, die keine Luftblasen, trockenen Bereiche und Kanäle enthält. Bei diesem Verfahren wird die stationäre Phase mit einem Lösungsmittel vermischt, um eine gleichmäßige Aufschlämmung zu bilden. Die Gülle wird dann in die Säule überführt, indem an den Seiten geklopft wird, um die gebildeten Luftblasen zu entfernen. Der Absperrhahn der Säule, falls vorhanden, sollte während dieses Schritts geöffnet sein, damit das Lösungsmittel abfließen kann.
<h4>Kieselgel-Chromatographie</h4>
Viele verschiedene Eigenschaften werden genutzt, um ein Gemisch von Verbindungen zu trennen, wie z. B. Größe, Ladung und Hydrophobizität. Eine Eigenschaft, die in der organischen Chemie zur Trennung von Verbindungen verwendet wird, ist die Polarität. Hierfür sind Kieselgel und Tonerdegel die am häufigsten verwendeten stationären Phasen. Kieselgel ist extrem polar und bildet starke Dipol-Dipol-Wechselwirkungen mit polaren Verbindungen. Darüber hinaus kann Kieselgel aufgrund des Vorhandenseins von -OH-Gruppen auf seiner Oberfläche Wasserstoffbrückenbindungen mit dem Analyten bilden.
Die polarsten Bestandteile des Gemisches binden sich stark an das Kieselgel und wandern langsam durch die Säule, während unpolare Bestandteile in der mobilen Phase besser löslich sind und schnell durch die Säule wandern. Daher ist es wichtig, dass die Bestandteile des Gemisches unterschiedliche Polaritäten haben. Komponenten, die stark mit der stationären Phase wechselwirken, werden eluiert, indem eine polare mobile Phase durch die Säule fließt.
<h4>Referenzen</h4>
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	<li style="font-size:17px">Shuler, M.L., Kargi, K., DeLisa, M. (2017). Bioverfahrenstechnik, Grundkonzepte. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.</li>
	<li style="font-size:17px">Harris, D.C. (2015). Quantitative chemische Analyse. New York, NY: W.H. Freeman und Company.</li>
</ol>

Säulenchromatographie

Säulenchromatographie
Es gibt mehrere Techniken, um Verbindungen in einem Labor für organische Chemie zu reinigen und zu trennen. Eine der zuverlässigsten Trennanlagen ...

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JoVE Lab Manual

Chemistry

Chemie

Column Chromatography

separating mixtures by polarity

Column chromatography separates compounds in an organic chemistry lab by using differences in physical properties. It is especially useful for microscale separations when less than 10 grams of material is available for analysis. The method can separate a mixture based on solubility, polarity, hydrophobicity, size, and charge.

Any chromatography system has three main parts: the stationary phase, the mobile phase, and the sample mixture. In column chromatography, the stationary phase is usually made of microscale beads packed into a vertical column. The mobile phase is a solvent that flows through the column by gravity or at a controlled rate with a pump. The sample is first dissolved in a small amount of solvent, added to the top of the column, and then pushed through with more solvent.

As the mixture moves through the column, its compounds partition between the two phases. They form separate bands because each compound interacts differently with the stationary phase. Compounds that interact strongly move more slowly. Compounds with weaker interactions elute, or leave the column, earlier. The retardation factor, or Rf, describes this interaction by comparing how far a component travels with how far the mobile phase travels. A high Rf means strong interaction and slow elution. A low Rf means weaker interaction and faster elution. The Rf is determined first with thin layer chromatography, and the separated compounds are collected in fractions as they leave the column.

The size and shape of the column affect how well the separation works. A chromatography column is a vertical glass or plastic tube that can range from a few centimeters, such as a Pasteur pipette, to meters in industrial systems. The column diameter depends on the amount of sample, and the length depends on how difficult the separation is. Thin sample layers give the best band separation, so using the right diameter is important. If too much sample is loaded for the column diameter, the bands become broader and less defined. When components have similar Rf values, a longer column may be needed to separate them. If their Rf values are very different, a shorter column may still work well. The stationary phase should also be chosen so the components have different Rf values.

Packing the column correctly is one of the most important steps. The stationary phase should weigh at least 20 times more than the sample. If there is no porous disk at the bottom, cotton and a thin layer of sand are used to stop the stationary phase from leaving the column. The column can be packed by a dry method or by a slurry method. In the dry method, the powder is added directly and then washed with solvent so the mobile phase can move through the silica gel. If this step is not done well, dry patches, channels, and air bubbles can form. These defects reduce how well the mixture separates. The slurry method mixes the stationary phase with solvent first, then transfers it into the column while tapping the sides to remove bubbles. If the column has a stopcock, it should be open so the solvent can drain.

Silica gel chromatography is a common way to separate compounds by polarity. Silica gel and alumina gel are the most used stationary phases for this purpose. Silica gel is very polar and can form dipole-dipole interactions and hydrogen bonds because of its -OH groups. Polar components bind more strongly to silica gel and move slowly through the column. Non-polar components stay more soluble in the mobile phase and move faster. Because of this, the mixture must contain components with different polarities. More polar compounds are eluted by using a polar mobile phase through the column.

Separating Mixtures by Polarity

lab techniques

Measuring with Accuracy in the Lab

Measuring with accuracy in the lab starts with careful records, the right tools, and correct reading of data. Scientists use lab notebooks to record how an experiment was done. These notes include the amounts of materials used and each step of the procedure. Without that record, an experiment cannot be repeated in the same way. Balances and glassware are used to measure solids and liquids for experiments. The precision of a measurement depends on the equipment used. Digital balances show the...

scientific measurement and lab skills

Graphs, Curve Fit, and Standard Deviation

Two-dimensional graphs help students compare an independent variable with a dependent variable in science data. In a chemistry example, temperature is the independent variable and volume is the dependent variable. After data are collected, the relationship between the two measurements must be quantified so it can be evaluated and compared with other relationships. A graph can also show when no relationship exists between the two variables. To make a two-dimensional graph, each data point needs...

stoichiometry, product yield, and limiting reactants

stoichiometry-product-yield-and-limiting-reactants

Balancing Equations and Reactant Limits

Chemical equations show how reactants change into products during a reaction. Stoichiometry is the study of the relative amounts of reactants and products. It is based on the Law of Conservation of Mass, which says matter is neither created nor destroyed. Because atoms are only rearranged, the number and identity of atoms must match on both sides of a reaction. That is why a chemical equation must be balanced. A balanced equation has the same number of atoms for each element in the reactants...

redox reactions

Oxidation States in Redox Reactions

Oxidation states help identify redox reactions. In a redox reaction, oxidation is the loss of one or more electrons, and reduction is the gain of one or more electrons. These reactions are often tracked by changes in oxidation state, also called oxidation number. Each atom in a molecule has an oxidation state. This number shows how oxidized an atom is compared with its free elemental form. It is written as the charge an atom would have if every bond were purely ionic. In that model, bonding...

ideal gas law

Gas Laws Behind the Ideal Gas Equation

The ideal gas equation brings together the main gas laws used in chemistry. Gases have molecules that are far apart, so their behavior is described with four measurable variables: pressure, volume, number of moles, and temperature. The ideal gas law links these variables with the gas constant, R, which equals 8.314 J·K−1 mol−1. Boyle’s law describes the link between pressure and volume. When temperature and the number of moles stay constant, pressure and volume change in opposite directions.

acid and base concentrations

Acids, Bases, and pH in Titration

Acids, bases, and pH explain how acidic or basic a solution is. An Arrhenius acid releases hydrogen ions when it dissolves in water, while an Arrhenius base releases hydroxide ions. These reactions also create conjugate partners: an acid forms a conjugate base after losing hydrogen, and a base forms a conjugate acid after losing hydroxyl. Every acid has a conjugate base, and every base has a conjugate acid. pH measures the amount of hydrogen ions in a solution. The pH scale runs from 0 to 14...

buffers

Buffer pH and the Common Ion Effect

Buffer solutions help keep pH steady when acids or bases are added. In water, an Arrhenius acid (HA) dissociates into hydrogen ions, H+, and a conjugate base, A-. More hydrogen ions make a solution more acidic and lower its pH. An Arrhenius base (BOH) dissociates into a conjugate acid, B+, and hydroxide ions, OH-. Strong acids and strong bases usually change pH a lot because they react completely in water and raise the amount of H+ or OH-. Buffers reduce those pH changes. A buffer usually...

enthalpy of reaction

Reaction Heat, Hess’s Law, and Calorimetry

Reaction heat is explained through enthalpy, Hess’s law, and calorimetry. These ideas show how heat moves during chemical reactions and how scientists measure it. Thermodynamics is the study of heat energy and other forms of energy, such as work. Its laws are used across science, from biology to physics. The first law says energy is conserved in an isolated system. Energy can change form, such as thermal energy becoming work, but it cannot be created or destroyed. The second law of...

solubility

Solubility in Water and Other Solvents

Solubility describes how much of a solute can dissolve in a specific solvent. It is usually reported as solute mass per solvent volume or as solute mass per solvent mass. For example, sodium chloride has a solubility of 36 g per 100 mL of water at room temperature. If solubility is given by solvent mass, that mass must be converted to volume for later calculations. Temperature changes solubility. Sodium carbonate dissolves at about 7 g per 100 mL of water at 0 °C, 22 g per 100 mL at room...

metal flame emission

Flame Test Metal Color Clues

Flame testing uses a metal sample and a flame to identify a substance by its color. Each element gives off a characteristic light emission in the flame, so the color can help distinguish one element from another. This same idea appears in fireworks, where different metal components create different colors. The color comes from energy absorbed by the metallic component. When a species absorbs energy, that energy can go into translation, vibration, rotation, or electron excitement. Electron...

balmer series

Hydrogen Emission Lines

Hydrogen emission lines show how electrons move between fixed energy levels in the Bohr model. Niels Bohr proposed this model for the hydrogen atom in 1913. In this model, an electron can only occupy certain orbits, and it cannot exist between them. These energy states are labeled with the quantum number n. The ground state is n = 1. Higher values, such as n = 2, 3, 4, and so on, are excited states. An electron changes state only by absorbing or emitting energy equal to the difference between...

beer's law

Absorbance Spectra and Beer-Lambert Analysis

Absorbance spectra and the Beer-Lambert Law show how light can be used to study molecules in solution. When light hits a substance, it may be absorbed, transmitted, or reflected. A substance often interacts with a range of wavelengths, and each wavelength can affect the molecules or atoms in a different way. When a molecule absorbs light, that energy can be used for translation, vibration, rotation, or electron excitement. Electron excitement is especially important in spectroscopy because it...

concentration dependence

Reaction Order and Rate Constants

Chemical kinetics describes the speed of a chemical reaction. The rate depends on the reaction mechanism, the complexity of the reaction, and the number of reactants involved. Reactant concentration also affects how fast a reaction happens. The rate law is the experimental relationship that connects these factors to reaction rate. In the rate law, each reactant contributes through a reaction order. The general form is r = k[A]^m[B]^n for aA + bB + ... → cC. Here, r is the reaction rate, k is...

temperature dependence

Reaction Rate, Arrhenius, and Catalysts

Chemical kinetics explains how fast a reaction happens and why that speed changes. The reaction rate is the speed of a chemical reaction. It is defined as the change in concentration of a reactant or product over time. Reaction speed depends on several factors, including the concentration of the reactants and the temperature of the reaction. Each reactant affects the rate in a specific way. That relationship is described by the rate law. The rate law is an equation that connects the...

galvanic cells

Battery Power from Redox Reactions

Electrochemistry studies how chemical change and electrical energy are linked. In this branch of chemistry, electrons move from one species to another. That movement can either produce current or be driven by an applied current. The main reaction in electrochemistry is the oxidation-reduction, or redox, reaction. A redox reaction has two half-reactions. Oxidation is the loss of electrons, and reduction is the gain of electrons. These changes also shift the oxidation state of each substance. The...

electrolytic cells

Electroplating with Electrolytic Cells

Electrochemistry links electrical energy with chemical change, and electrolytic cells show how electricity can drive a nonspontaneous reaction. In these reactions, electrons move from one species to another. The key chemistry is a redox reaction, or oxidation-reduction reaction, which happens in two half-reactions. Oxidation is the loss of electrons, and reduction is the gain of electrons. The substance that loses electrons is the reducing agent, and the substance that gains electrons is the...

proper lab notebook keeping

Recording a Reproducible Lab Experiment

Accurate lab notebook records are essential in science and organic chemistry labs. Without clear notes, descriptions, quantities, and observations, an experiment cannot be repeated or checked. Good record keeping supports reproducibility, which means other people can follow the same work and get similar results. A laboratory notebook is useful in school labs, research settings, and industry. It can also become a legal record when an idea, process, substance, or technique is patented and...

basic organic chemistry techniques

Organic Lab Glassware and Safe Handling

Organic chemistry labs use specific glassware, careful weighing steps, and controlled heating to keep reactions safe and accurate. Beakers and Erlenmeyer flasks are often used for mixing or holding solvents, but they are not meant for measuring volume unless only an approximate amount is needed. Volumetric glassware is used when a precise volume matters. This group includes graduated cylinders, volumetric pipettes, and volumetric flasks. A graduated cylinder is commonly used in the organic lab...

melting points

How Impurities Change Melting Points

Melting point helps identify an organic compound by showing the temperature where a solid turns into a liquid at 1 atmosphere of pressure. It is a physical property, like solubility, density, color, and electronegativity. Because the exact start of melting is hard to measure, the result is reported as a range. The lower end is when the first drops of liquid appear. The upper end is when the last solid has melted. Scientists compare this range with literature values to help identify a compound. <br...

boiling points

Boiling Point and Vapor Pressure

Boiling point and vapor pressure are key physical properties of a liquid. For a pure compound, the boiling point can help identify the substance. In experiments, the boiling point is usually recorded as a range because exact values are hard to measure and may differ by a few degrees from the literature value. Vapor pressure explains why a liquid boils. In a sealed container, some molecules at the liquid surface gain enough energy to escape into the gas phase. At the same time, some gas...

recrystallization

Purifying Crystals by Solubility

Purifying crystals by solubility is a key organic chemistry technique. Recrystallization uses differences in solubility to separate a desired solid product from starting materials, solvent, and impurities. It is one of the three standard purification methods, along with distillation and extraction. Solubility is the maximum amount of a substance that can dissolve in a fixed volume of solvent at a given temperature. Different solutes dissolve in different solvents, and their behavior can vary...

extraction

Separating Mixtures with Solvent Extraction

Solvent extraction is a common way to separate and isolate a target compound in organic chemistry. In this process, a solute moves from one phase to another so it can be separated from unreacted starting materials or impurities. Extraction is also useful when a product is dissolved in a reaction solvent that is hard to remove by evaporation, such as a solvent with a high boiling point. There are three main types of extraction. In solid-liquid extraction, the solute moves from a solid phase...

simple distillation

Separating Liquids by Boiling Point

Separating liquids by boiling point is the goal of distillation. A miscible mixture contains liquids that mix evenly, and it can be heated so that the more volatile liquid evaporates first. Volatility is a liquid’s tendency to vaporize, and boiling begins when bubbles form in the liquid phase. In a closed container, liquid and vapor can reach equilibrium, which means the rate of vaporization equals the rate of condensation. The pressure from the vapor above the liquid is called vapor pressure.

steam distillation

Steam Distillation and Low-Boiling Separation

Steam distillation is a separation method for temperature-sensitive organic compounds. It works best when the organic compound is immiscible in water, meaning the two liquids do not mix. The method helps remove the organic molecule from a non-volatile contaminant without using the higher temperatures needed for many other separations. In steam distillation, the immiscible mixture is heated until both water and the volatile organic compound distill together. The vapor rises to a condenser,...

thin-layer chromatography

TLC Separation by Polarity

Thin-layer chromatography (TLC) separates compounds in a mixture by polarity. It uses the same basic parts as other chromatography methods: a stationary phase, a mobile phase, and the solute. In TLC, the stationary phase is a thin coating on a plate instead of material packed into a column. The stationary phase in most TLC systems is polar silica gel, a form of silicon dioxide. Its surface has OH groups that can form hydrogen bonds. The sample is first spotted on a pencil start line with a...

column chromatography

Column chromatography separates compounds in an organic chemistry lab by using differences in physical properties. It is especially useful for microscale separations when less than 10 grams of material is available for analysis. The method can separate a mixture based on solubility, polarity, hydrophobicity, size, and charge. Any chromatography system has three main parts: the stationary phase, the mobile phase, and the sample mixture. In column chromatography, the stationary phase is usually...

hydrolysis of an ester

Soap Formation from Triglycerides

Triglycerides are lipids made of a glycerol backbone linked to three fatty acids. They are common in vegetable oils and animal fats. Plant lipids are the basis of vegetable oils, while animal lipids are used as lard or general sources of fats. A fatty acid has a long carbon chain, usually between 12 and 20 carbons, with a weak organic acid at one end. Some fatty acids contain double bonds. These are unsaturated fats. The double bond usually gives the chain a bent, cis shape. As a result,...

synthesis of luminol

Luminol Chemiluminescence in Forensics

Luminol chemiluminescence shows how a chemical reaction can produce light and help with blood detection. Chemical reactions may be endothermic or exothermic, depending on whether they absorb or release heat as reactants become products. The enthalpy of a reaction is the energy difference between reactants and products, or ΔH. A positive ΔH means the reaction is endothermic. A negative ΔH means it is exothermic. Many reactions do not happen in a single step. They can pass through intermediates...

esterification

Ester Formation and Everyday Fragrances

Esters are organic compounds with a carbonyl group attached to an oxygen that connects to another alkyl or aryl group. Their general formula is RCOOR'. They are often made by reacting a carboxylic acid with an alcohol in an esterification reaction. In this process, the hydroxyl group of the acid is replaced by an alkyl or aryl group. Many simple esters have familiar fruit and flower smells because their structures are small and less complex. Formic acid and methanol can combine to form methyl...

identification of unknown aldehydes and ketones

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Carbonyl Tests for Aldehydes and Ketones

Aldehydes and ketones are carbonyl compounds, which means they contain a C=O functional group. A ketone has two alkyl or aryl groups attached to the carbonyl carbon. Acetone is the simplest ketone, with two methyl groups. An aldehyde is similar, but it has at least one hydrogen attached to the carbonyl carbon. Formaldehyde is the simplest aldehyde, and acetaldehyde has one hydrogen and one methyl group. The carbonyl carbon in both aldehydes and ketones is electrophilic because the oxygen atom...

uv-vis spectroscopy of dyes

How Dyes Absorb Visible Light

Dyes absorb visible light because their molecular structure lets them interact with specific wavelengths. When light hits a substance, some light is absorbed and the rest is reflected or transmitted. The color we see depends on the wavelength that is reflected. A blue substance reflects blue light, around 430 to 480 nm, and absorbs the complementary orange region, around 590 to 630 nm. Compounds that do not absorb in the visible range appear colorless to the human eye. Light also has energy and...

identifying alcohols

Alcohol Tests for Primary, Secondary, and Tertiary

Alcohol tests can help sort alcohols by structure and reactivity. Alcohols are organic molecules with a hydroxyl group attached to an alkyl or aryl group, written as ROH. If the carbon with the hydroxyl group has one R group, the alcohol is primary. If it has two R groups, it is secondary. If it has three R groups, it is tertiary. Alcohols can also be aromatic when they contain a benzene ring. Phenol is the simplest aromatic alcohol. To identify an alcohol, chemists can use its chemical...

chemistry

Umfassende, auf den Lehrplan abgestimmte Videos zu einführenden Chemie-Laborkursen - für Lehrende und Studierende.

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Learn how column chromatography separates mixtures by polarity, Rf values, and band movement through a packed column using silica gel and solvents.

Separating Mixtures by Polarity | JoVE K12

Bereiten Sie den Unterricht zu Säulenchromatographie mit diesem 3-minütigen Leitfaden für Lehrkräfte vor. Behandelt die wichtigsten Vorbereitungsschritte für das Chemistry-Labor auf JoVE Lab Manual.

Säulenchromatographie Lehrervorbereitung in Chemistry - 9.4K+ Aufrufe | JoVE Lab Manual

Folgen Sie den Schritt-für-Schritt-Verfahren von Säulenchromatographie in diesem 9-minütigen Studentenprotokoll-Video. Teil der Chemistry-Sammlung auf JoVE Lab Manual.

Säulenchromatographie Studentenprotokoll in Chemistry - 43K+ Aufrufe | JoVE Lab Manual

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