JoVE Science Education

Organic Chemistry

Trennen von Gemischen durch Ausfällung

JoVE Science Education
Organic Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Science Education Organic Chemistry

Separation of Mixtures via Precipitation

2.1: Introduction to Catalysis

2.13: Performing 1D Thin Layer Chromatography

157,131 Views

•

08:02 min

•

April 30, 2023

Overview

Quelle: Labor von Dr. Ana J. García-Sáez, Eberhard-Karls-Universität Tübingen

Die meisten Proben von Interesse sind Gemische aus vielen verschiedenen Komponenten. Probenvorbereitung, ein wichtiger Schritt in der analytischen Prozess entfernt Störungen, die die Analyse beeinträchtigen können. Als solche ist die Entwicklung von Trenntechniken ein wichtiges Unterfangen nicht nur in der Wissenschaft, sondern auch in der Industrie.

Ein Weg, um Mischungen zu trennen ist, ihre Löslichkeit Eigenschaften zu verwenden. In diesem kurzen Artikel behandeln wir mit wässrigen Lösungen. Die Löslichkeit eines Stoffes von Interesse richtet sich nach (1) die Ionenstärke der Lösung, (2) pH-Wert und Temperatur (3). Ein Zustand, in dem die Verbindung unlöslich ist durch Manipulation mit diesen drei Faktoren, lässt sich die Verbindung von Interesse aus dem Rest der Probe zu entfernen. ¹

Principles

Eine Reihe von Parametern kann verwendet werden, um eine Probe von Interesse von Verunreinigungen zu trennen durch Reduzierung seiner Löslichkeit und Herausnahme aus einer Lösung als Feststoff, wie in Abbildung 1dargestellt. Erstens können die Ionenstärke der Lösung eine Löslichkeit von Stoffen ändern. Dazu gehört oft die Zugabe von zusätzlichen Salz (auch genannt Salzen) oder die Zugabe von einem Counter Ion, bildet eine weniger löslichen Arten mit der Verbindung von Interesse. ²

Abbildung 1: Löslichkeit Gleichgewichte von Ionenstärke, pH-Wert und Temperatur betroffen sind. Eine Verbindung von Interesse (gelb) trennt sich von Verunreinigungen (rot) durch eine Änderung seiner Löslichkeit in einem bestimmten Lösungsmittel.

Den pH-Wert einer Lösung kann das der Nettoladung der Verbindung ändern. Bei einem bestimmten pH-Wert der Nettoladung Null (auch genannt isoelektrischen Punkt) und die Verbindung wird weniger löslich in Wasser, schließlich bildet eine solide. Die Temperatur beeinflusst auch Löslichkeit, da höherer Temperatur erhöht die Löslichkeit von Feststoffen.

Die Rate der soliden Ausbildung bestimmt relativen Reinheit (Abbildung 2). Im Allgemeinen der Begriff Niederschlag bezieht sich auf die Bildung eines festen in einem rasanten Tempo, wodurch eine amorphe Probe mit einige Verunreinigungen innerhalb gefangen. Dies ist häufig bei Salzen und pH-Wert bedingte Prozesse. Wenn dieser Prozess verlangsamt wird, die Verunreinigungen auf dem Gelände nicht gefangen sind und festem Untergrund relativ reines entsteht. Diese Technik wird in Rekristallisation eingesetzt. In diesem Prozess wird eine Verbindung in genügend Lösungsmittel nur bei dem Sättigungspunkt bei erhöhter Temperatur zu aufgelöst. Das gesättigte Lösung darf dann langsam abkühlen lassen. Die Lösung kühlt, verringert sich die Löslichkeit der Komponente sowie die Verbindung über die Löslichkeit bildet eine wohlgeordnete solide (auch bekannt als Kristalle) anstelle einer amorphen Festkörper. Verunreinigungen in der Lösung nicht verfangen, wie der langsame Prozess ermöglicht die Beseitigung dieser Verunreinigungen an der Oberfläche des Festkörpers, bevor sie gefangen sind. ¹

Abbildung 2. Differenz zwischen Niederschlag und Rekristallisation.

Sobald der Feststoff (ob als Kristall oder als einen Niederschlag) gebildet hat, sollte es vom Rest der Mischung getrennt werden. Die Filtration ist ein Weg, um sie zu trennen. Dies setzt ein poröses Material, das selektiv den Durchgang von der Feststoff, aber nicht die Lösung hemmt.

Zentrifugation ist eine weitere Möglichkeit, den Niederschlag vom Rest der Mischung zu trennen. Zentrifugation verwendet zentripetale Beschleunigung zum Trennen von Mischungen anhand ihrer Dichte. Seit Solid ist Dichter als die wässrige Lösung, die festen Ablagerungen an der Unterseite des Behälters. Das Solid nennt man auch die Pellets und die wässrige Lösung, der Überstand. Der Überstand kann dann dekantiert oder mit einer Pipettieren oder Spritze abgesaugt. Kristalle sind zerbrechlich und Zentrifugation wird oft nicht eingesetzt, um sie aus der Lösung zu trennen.

Dieses Video werden verschiedene Methoden der Trennung von Verbindungen durch solide Bildung (Salzen, pH-Wert-Änderungen und Rekristallisation) und ihre anschließende Entfernung aus der wässrigen Lösung durch Filtration oder Zentrifugation abdecken.

Procedure

1. die Ausfällung von CaCO₃

5 mL 1 M CaCl₂vorbereiten.
5 mL 1 M Na₂CO₃vorbereiten.
Dazugeben Sie in einem kleinen Zentrifugenröhrchen (1,5 mL) 750 µL CaCl₂ 750 µL Na₂CO₃.
Warten Sie 2 Minuten für die Reaktion auftreten. Die Lösung sollte bewölkt drehen.
Zentrifugieren Sie die Mischung bei 10.000 × g für 5 min.
Den Überstand abgießen.
Das Pellet 1 mL kaltes Wasser hinzufügen.
Aufschwemmen der Pellets durch das Mischen in einem Vortex-Mixer für 10 s.
Zentrifugieren Sie die Mischung bei 10.000 × g für 5 min.
Den Überstand abgießen.

(2) Niederschlag der Milchproteine

Gießen Sie die Milch in ein Becherglas und fügen Sie eine Bar unter Rühren hinzu.
Warme Milch vorsichtig bis 40 ° C in einer mitreißenden Heizplatte. Nicht über 40 ° c erhitzen
Bereiten Sie eine 15 % (V/V) von Essigsäure durch 7,5 mL Essigsäure mischen und verdünnen in genügend Wasser, 50 mL zu erreichen.
Tauchen Sie die Elektrode ein pH-Meter in warmer Milch, und überwachen Sie den pH-Wert.
Die Essigsäure tropfenweise die Milch fügen Sie bis ein pH-Wert von 4,6 erreicht ist hinzu.
Filtration von Milch
1. Ein Stück Filterpapier Querflöte und legen Sie sie in einen Trichter.
2. Setzen Sie den Trichter in eine Flasche und die gesäuerte Milch-Gemisch in den Trichter.
3. Da die Lösung gegossen wird, kann das Filterpapier verstopft. Mit einem Rührstäbchen, Regen Sie die Lösung und Filterpapier gelegentlich auf die Sprünge zu helfen. Wenn es im Laufe der Lösung nicht bessert, ändern Sie das Filterpapier.
4. Legen Sie ein neues Filterpapier auf die Benchtop und den Transfer so viel Nässe fest, um das neue Filterpapier. Dies sollte mehr Wasseraufnahme aus dem vollen.
5. Wenn das neue Filterpapier zu nass wird, weiterhin es ändern, bis es minimale Menge von Nässe auf dem Filterpapier gibt. Drücken Sie es leicht, mehr Wasser zu absorbieren, wenn nötig.
6. Nehmen Sie die getrockneten Feststoff und wieder auszusetzen, in etwa 70 % Ethanol. Filtern Sie die wieder Schritte 2.6.1 auf 2.6.5 Solid.
Zentrifugieren der Milch (als Alternative zur Filtration)
1. Übertragen Sie 50 mL Portionen des Gemisches auf 50 mL Zentrifuge Rohre.
2. Bei 4.500 × g für 10 min Zentrifugieren Sie und dekantieren Sie des Überstandes.
3. Das Pellet 50 mL 70 % igem Ethanol hinzufügen.
4. Mit einem Rührstäbchen, Aufschwemmen der Pellets in das Ethanol.
5. Zentrifugieren Sie diese Aussetzung nach Schritt 2.7.2.
Das Pellet in Puffer für weitere Analysen wie SDS-PAGE Aufschwemmen, ansonsten bei 4 ° c lagern

(3) Rekristallisation des KCl

Gewicht von 50 g KCl in einen Erlenmeyerkolben und 100 mL Wasser hinzufügen
Erhitzen Sie die Mischung, bis Wasser kocht. Sicherstellen Sie, dass alle KCl Pulver aufgelöst hat. Einige Verunreinigungen dürfen nicht in Wasser auflösen.
Erhitzen Sie einen anderen (leeren) Erlenmeyerkolben zusammen mit der Mischung und halten Sie sehr warm.
Setzen Sie einen Trichter mit Filterpapier in die warme, leere Flasche.
Gießen Sie die Lösung durch das Filterpapier, ungelöste Verunreinigungen zu entfernen. Der Auffangkolben wird warmgehalten, um sicherzustellen, dass keine Temperaturschwankungen während der Filtration, die sonst auftreten, die ein grober Niederschlag bilden wird. In diesem Fall erneut erhitzen Sie die Mischung, bis der Niederschlag löst sich.
Nehmen Sie die Flasche mit der Lösung vom Herd.
Bewahren Sie es an einem kühlen Ort im Raum und lassen Sie ihn abkühlen langsam für etwa 30 Minuten, oder bis es keine mehr warm an.
Sobald auf Raumtemperatur abgekühlt ist, legen Sie die Flasche in ein Eisbad, weiter senken die Temperatur. Alternativ kann man die Flasche in den Kühlschrank oder einem temperierten Raum bei 4 ° c verlassen
Kristalle können durch Filtern wie in Schritt 3.4-3.5 geerntet werden (verwenden Sie eine Flasche und Trichter bei Raumtemperatur).

Niederschlag ist eine Technik verwendet, um eine Mischung basiert auf der Löslichkeit der Komponenten zu trennen. Die Löslichkeit eines Stoffes hängt von der Ionenstärke der Lösung, der pH-Wert und Temperatur. Manipulation von diesen Faktoren kann dazu führen, dass eine Verbindung zu einer unlöslichen Feststoff, und fallen aus der Lösung. Dies nennt man Niederschlag.

Die unlösliche solide, genannt den Niederschlag, anfangs bildet eine Aufhängung, was bedeutet, dass es in Lösung gut dispergiert wird. Der Niederschlag in der Regel Agglomerate und dann aus der Flüssigkeit durch Sedimentation, Zentrifugation oder Filtration getrennt ist. Dieses Video wird stellen verschiedene Methoden der Trennung von Verbindungen mit Niederschlag, und führen Sie ein Verfahren im Labor vor.

Eine gelöste Verbindung kann aus der Lösung ausgefällt werden, durch die Einführung von einer Zähler-Ions. Silber kann beispielsweise aus der Reaktion zwischen Silbernitrat und Natrium-Chlorid-Lösung ausgefällt werden. Das Nitrat-Ion wird durch einen Counter Ion, Chlorid, was zur Bildung von festen Silberchlorid ersetzt.

Erhöhung der Salzkonzentration eine Lösung kann auch Niederschläge auslösen. Diese Technik, genannt Salzen-Out, wird häufig für die Isolierung von Proteinen. Bei hoher Salzkonzentration sind Wassermoleküle mit dem gelösten Salz, verlassen weniger um das Protein zu stabilisieren mehr angezogen. Infolgedessen die Proteinmoleküle aggregieren und bilden eine solide.

Niederschlag kann auch durch eine Änderung des pH-Wertes verursacht werden. Bei hohen und niedrigen pH ist das Protein in Rechnung gestellt und die polaren Lösung angezogen. Die Nettoladung eines Stoffes wird an einem bestimmten Punkt Null. Dies ist der isoelektrischen Punkt oder pI. Die Verbindung ist nicht in der Lage, interagieren mit der polar-Lösung, wodurch es zu aggregieren und Niederschlag.

Die Temperatur beeinflusst auch Löslichkeit, da höhere Temperatur die Löslichkeit von Feststoffen steigt. Durch eine Verringerung der Temperatur, können gelöste Verbindungen wieder festigen. Die Rate der soliden Ausbildung bestimmt relativen Reinheit.

Die folgenden Experimente zeigen die Ausfällung von Eiweiß Kasein aus Milch mit pH-Wert und weitere Trennung durch Filtration und Zentrifugieren Methoden.

Um diesen Vorgang zu starten, fügen Sie 250 mL Milch in ein Becherglas mit Stir Bar. Erwärmen Sie vorsichtig die Milch auf 40 ° C auf eine mitreißende Heizplatte. Einen pH-Meter in der warmen Milch eintauchen und den pH-Wert zu überwachen. Fügen Sie Essigsäure tropfenweise in die Milch, bis der pH-Wert den Kasein isoelektrischen Punkt 4.6 erreicht. Unlösliche Milchproteine oder Quark, Niederschlag aus der Lösung am isoelektrischen Punkt. Lösung der Quark durch Filtration entfernt. Wenn das Filterpapier verstopft, mischen Sie mit einem Spatel zu helfen, die Lösung durch fließen. Wenn dies nicht die Filtration verbessern, ändern Sie das Filterpapier. Übertragen Sie den nassen Volumenkörper aus dem verstopften Filter-Papier zum neuen Filterpapier Dies sollte mehr Flüssigkeit oder Molke, aus dem vollen absorbieren. Das Filterpapier zu wechseln, bis es minimale Feuchtigkeit gibt weiter. Drücken leicht auf die Feststoffe können das Filterpapier, mehr Molke zu absorbieren.

Wieder aussetzen Sie, die getrocknete Milchfeststoffe in 70 % igem Ethanol zu waschen die Phospholipide aus dem Quark und wiederholen dann die Filtration. Als Alternative zur Filtration können auch Protein Feststoffe mit Zentrifugieren getrennt. Zentrifugieren Sie 50 mL Portionen von der Milchmischung und dekantieren Sie des Überstandes. Wieder aussetzen Sie das Pellet in 50 mL 70 % igem Ethanol zur Beseitigung der Phospholipide aus dem Quark, und wiederholen Sie den Vorgang der Zentrifugation.

Die Milch-Protein-Feststoffe können dann gespeichert oder wieder in eine andere Lösung für die weitere Analyse, wie SDS-PAGE ausgesetzt. Sehen Sie für weitere Informationen unser Video auf diese Technik. SDS-PAGE-Analyse zeigt, dass Niederschläge die meisten Verunreinigungen aus der Molke aktiviert. All das Kasein fand im Pellet, während keiner im Überstand gefunden wurde.

Niederschlag ist eine häufig verwendete Technik, die angewendet werden können, um eine Vielzahl von Mischungen oder Lösungen zu trennen.

Verbindungen können aus einer Lösung mit einem Zähler Ion, wie in diesem Beispiel die Ausfällung von Calciumcarbonat ausgefällt werden.

Kalzium-Chlorid und Natrium Carbonat sind beide in der wässrigen Phase löslich.

Wenn sie gemischt werden, bilden die Calcium und Carbonat ein unlöslicher Feststoff, der mit Zentrifugation abgetrennt werden kann. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie unter unsere Bildung Video auf Löslichkeit Regeln.

Niederschlag kann bei der Vorbereitung von nanoskaligen Feststoffen genutzt werden, die in einer Vielzahl von Anwendungen in der Nanotechnologie gefunden werden. In diesem Beispiel wurden nanoskaligen Samen zur Steuerung des Wachstums von Nano-Kristalle.

Die Vorläufer waren beheizt, reagierte mit Trioctylphosphine metallisches und dann schnell abgekühlt. Methanol wurde die abgekühlte Lösung hinzugefügt um die Feststoffe auszufällen. Die Kristalle wurden dann durch Zentrifugation gewonnen, und die Kristallstruktur mit x-ray Diffraction analysiert.

Niederschlag kann auch bei der Herstellung von Polymeren Liganden für Drug Delivery Anwendungen verwendet werden. In diesem Beispiel wird eine Liganden synthetisiert und konjugiert zu Platin für den Einsatz als Anti-Krebs-Therapie. Zunächst wurde die Liganden synthetisiert mit einem Amid Koppelung Reaktion. Es beschleunigt die Reaktion im Laufe. Es wurde dann unter Verwendung der Filtration zurückgewonnen.

Das Solid war dann mit Rekristallisation gereinigt und wieder gefiltert. Dann war Liganden komplexiert mit dem Platin, getrocknet und anschließend gereinigt mit Aceton gebrochene Niederschlag aus dem Wasser. Platin-Kupplung wurde mit magnetischen Kernresonanz-Spektroskopie bestätigt. Die Verbindungen konnte dann als Anti-Krebs-Agenten für ihre Wirksamkeit und Nebenwirkungen untersucht werden.

Sie haben nur Jupiters Einführung zur Trennung von Gemischen mit Niederschlag beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, die verschiedenen Methoden der Niederschläge und wie diese Experimente im Labor durchgeführt.

Danke fürs Zuschauen!

Results

Löslichkeit Gleichgewichte ist in vielen Reinigungsverfahren eingesetzt. Kalzium kann von Natriumcarbonat mit Wasser entfernt werden. Die Löslichkeit Produkt (K_sp) von CaCO₃ ist 4,8 × 10^-9. Mischen von 1 M von CaCl₂ und 1 M Na₂CO₃ produziert CaCO₃ Niederschlag. Der Niederschlag trennte sich vom Rest der Lösung mittels Zentrifugation.

Kasein (ein wichtiger Protein in der Milch) hat einen isoelektrischen Punkt bei pH 4.6 und unlösliche Klumpen bei diesem pH-Wert gebildet. Der Quark wurden dann von den Rest der Lösung (auch genannt Molke) mit Filtration oder Zentrifugation (Abbildung 3a) getrennt. Der Quark wurde gewaschen, mit Ethanol, Phospholipide und andere wasserlöslichen Verbindungen, die auch gefangen wurden in den Quark zu entfernen. Zentrifugation verhindert Verlust von Proteinen, die besser als Filtration, da gab es einige Proteine, die auf dem Filterpapier stecken. Die getrennten Komponenten wurden mit SDS-PAGE (Abb. 3 b), zeigen, dass die Niederschläge Reaktion die meisten das Kasein von der Molke getrennt analysiert. Anderen Milchproteine, wie z.B. Globuline, überstürzen sich zusammen mit Kasein. Weitere Schritte können angewendet werden, für die Isolierung von Kasein vom Rest der Proteine.

Niederschlag entfernt die meisten Verunreinigungen aus dem vollen, aber es auch einige Verunreinigungen innerhalb der Matrix abfangen kann. Rekristallisation wird oft eingesetzt, um eine solide (Abbildung 4) weiter zu reinigen. In diesem Experiment wurde der Feststoff mit einem Lösungsmittel gemischt in dem festen nicht sehr gut löslich war. Die Temperatur des Gemisches wuchs dann bis zum Siedepunkt des Lösungsmittels und genügend festen wird hinzugefügt, um die heiße Lösungsmittel sättigen. Andere unlöslichen Verunreinigungen könnten dann über eine Filtrationsschritt entfernt werden. Die heiße Lösung wurde dann langsam auf Raumtemperatur abgekühlt und abgekühlt in einem Kühlschrank und kaltem Zimmer/Eisbad weiter. Der langsame Prozeß führte in Kristallen anstelle von amorphen Niederschlag. Die löslichen Verunreinigungen wurden nicht in das Kristallgitter eingebaut und die daraus resultierenden Kristalle waren relativ mehr rein als der Rohe Niederschlag. Die Kristalle wurden dann mit Filtration und Links zum Trocknen an Luft (oder im Vakuum) geerntet.

Abbildung 3. Ausfällung von Milcheiweiß. (A) Bilder von verschiedenen Schritten Milch Protein isoliert. (B) SDS-PAGE von den verschiedenen Proben.

Abbildung 4. Rekristallisation des KCl.

Applications and Summary

Niederschlag Reaktionen sind für viele Probe Vorbereitung Prozesse angewendet. Wie bereits erwähnt, können sie verwendet werden, Salze oder bestimmte Ionen je nach ihrer Löslichkeit Gleichgewichte zu entfernen. Sie können auch verwendet werden, um Proteine und andere Biomoleküle aus Mischungen zu entfernen.

Rekristallisation wird oft eingesetzt, um Feststoffe weiter zu reinigen. Dieser Vorgang entfernt eingeschlossene Verunreinigungen innerhalb der Solids. Rekristallisation ist u.a. einsetzbar, Salze und organischen Molekülen zu reinigen.

Zentrifugation und Filtration Techniken gelten für die meisten Probe Vorbereitung Forderungen zu unlöslichen Bestandteile vom Lösungsmittel zu trennen. Filtration wird oft in der organischen Chemie verwendet, um seine Lösungsmittel reinen kristallisierte Verbindungen trennen. Es wird auch nach fest-flüssig-Extraktion in Naturstoffchemie oder analytische Chemie verwendet. Zentrifugation wird häufig verwendet um Mischungen unterschiedlicher Dichte und wie gezeigt zu trennen hier auf Trennung von Milchbestandteilen und niedergeschlagene Salz angewendet.

In Biochemie, beinhaltet die meisten Prozesse wie Protein, Lipid und DNA-Isolierung Niederschlag Reaktionen, Zentrifugieren und filtrieren Methoden, um Proben zu reinigen. Und während die meisten dieser Prozesse vollständig in kommerziellen Kits standardisiert worden, es gibt noch viel Raum für Optimierung, wie verschiedene biologische Moleküle unterschiedliche Bedingungen erfordern.

References

Kotz, J., Treichel, P., Townsend, J. Chemistry and Chemical Reactivity. 8^th ed. Brooks/Cole, Belmont, CA (2012).
Arakawa, T., Timasheff, S.N. Mechanism of Protein Salting In and Salting Out by Divalent Cation Salts: Balance between Hydration and Salt Binding. Biochemistry. 23, 5912-5923 (1984).

Transcript

Precipitation is a technique used to separate a mixture based on the solubility of its components. The solubility of a compound depends on the ionic strength of the solution, its pH, and temperature. Manipulation of these factors can cause a compound to become an insoluble solid, and fall out of solution. This is called precipitation.

The insoluble solid, called the precipitate, initially forms a suspension, meaning that it is well dispersed in solution. The precipitate typically agglomerates, and then is separated from the liquid by sedimentation, centrifugation, or filtration. This video will introduce several methods of separating compounds using precipitation, and demonstrate a procedure in the laboratory.

A dissolved compound can be precipitated out of solution by introducing a counter ion. For example, silver can be precipitated out of solution in the reaction between silver nitrate and sodium chloride. The nitrate ion is replaced by a counter-ion, chloride, resulting in the formation of solid silver chloride.

Increasing the salt concentration of a solution can also induce precipitation. This technique, called salting-out, is common for the isolation of proteins. At high salt concentration, water molecules are more attracted to the dissolved salt, leaving fewer to stabilize the protein. As a result, the protein molecules aggregate and form a solid.

Precipitation can also be caused by a change in pH. At high and low pH, the protein is charged and attracted to the polar solution. At a certain point, the net charge of a compound becomes zero. This is the isoelectric point, or pI. The compound is unable to interact with the polar solution, causing it to aggregate and precipitate.

Temperature also affects solubility, as higher temperature increases the solubility of solids. By decreasing temperature, dissolved compounds can re-solidify. The rate of solid formation determines relative purity.

The following experiments will demonstrate the precipitation of the protein casein from milk using pH, and further separation via filtration and centrifugation methods.

To begin this procedure, add 250 mL of milk into a beaker with a stir bar. Gently warm the milk to 40 °C on a stirring hot plate. Immerse a pH meter into the warm milk, and monitor the pH. Add acetic acid drop-wise to the milk until the pH reaches the casein isoelectric point, 4.6. Insoluble milk proteins, or curds, precipitate out of solution at the isoelectric point. Remove the curds from solution by filtration. If the filter paper gets clogged, mix with a spatula to help the solution flow through. If this does not improve the filtration, change the filter paper. Transfer the wet solid from the clogged filter paper to new filter paper. This should absorb more liquid, or whey, from the solid. Continue changing the filter paper until there is minimal wetness. Pressing lightly on the solids may help the filter paper to absorb more whey.

Re-suspend the dried milk solids in 70% ethanol to wash the phospholipids out of the curds and then repeat the filtration process. As an alternative to filtration, protein solids can also be separated using centrifugation. Centrifuge 50 mL portions of the milk mixture and decant the supernatant. Re-suspend the pellet in 50 mL of 70% ethanol to help remove the phospholipids from the curds, and repeat the centrifugation process.

The milk protein solids can then be stored or re-suspended in another solution for further analysis, such as SDS-PAGE. For more information, see our video on this technique. SDS-PAGE analysis shows that precipitation enabled the removal of most impurities from the whey. All of the casein was found in the pellet, while none was found in the supernatant.

Precipitation is a commonly used technique, which can be applied to separate a variety of mixtures or solutions.

Compounds can be precipitated from a solution using a counter ion, as in this example of the precipitation of calcium carbonate.

Calcium chloride and sodium carbonate are both soluble in the aqueous phase.

When they are mixed, the calcium and carbonate form an insoluble solid, which can be separated with centrifugation. For more information on this topic, see our education video on solubility rules.

Precipitation can be utilized in the preparation of nano-scale solids that are found in a wide range of applications in nanotechnology. In this example, nano-scale seeds were used to control the growth of nano-crystals.

The precursors were heated, reacted with trioctylphosphine selenide, and then rapidly cooled. Methanol was added to the cooled solution, in order to precipitate the solids. The crystals were then recovered by centrifugation, and the crystal structure analyzed with X-ray Diffraction.

Precipitation can also be used in the preparation of polymeric ligands for drug delivery applications. In this example, a ligand is synthesized and conjugated to platinum for use as an anticancer therapy. First, the ligand was synthesized using an amide coupling reaction. It precipitated as the reaction progressed. It was then recovered using filtration.

The solid was then purified using recrystallization, and filtered again. The ligand was then complexed with the platinum compound, dried, and then purified using fractional precipitation from water with acetone. Platinum coupling was confirmed using nuclear magnetic resonance spectroscopy. The compounds could then be studied for their efficacy and side effects as anticancer agents.

You have just watched JoVE’s introduction to the separation of mixtures using precipitation. You should now understand the various methods of precipitation, and how to perform these experiments in the laboratory.

Thanks for watching!

Tags

Leerer Wert Problem