5V les 2 chromatografie H10.4 overzicht en opgaven

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

5V analyse 10.4 SK @ LPM

Chromatografie 

na introductieles

Voorkennis: Wanneer is een binding in een molecuul een polaire binding?

welke binding heeft welke eigenschap?

Polaire binding

Apolaire binding

OH binding

CO binding

CH binding

NH binding

HH binding

welk molecuul heeft 

welke eigenschap?

Polaire molecuul

Apolair molecuul

Waterstof

Methaan

Methanol

Waterstofchloride

Koolstofdioxide

Water

Voorkennis: Waterstofbruggen

• Een waterstofbrug is simpelweg een sterke dipool-dipool binding.
  
• Bij OH-groep of NH-groep
• Er zijn ook waterstofbrug ontvangende atomen (bv F en C=O)
  

welke stof kan welke bindingen wormen?

Dipool-dipool binding (en VDW)

Waterstofbruggen (en VDW)

Alleen vanderwaalsbindingen

Water

Methaan (CH4)

Ammoniak (NH3)

Hepteen

Waterstofchloride

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

papierchromatografie of dunnelaag chromatografie (TLC)

verdelingsconstante

Welke van de vlekken heeft de hoogste K_v?

oftewel: Bij welke vlek is de concentratie van de stof in de stationaire fase het hoogst?

Welke van de vlekken heeft de hoogste Kv? oftewel: Bij welke vlek is de concentratie van de stof in de stationaire fase het hoogst?

1. A
2. B
3. C
4. D

Bij kolom-chromatografie worden stoffen gescheiden door de stoffen in een 'kolom' met stationaire fase-materiaal te gieten. 

Stoffen die goed hechten aan de stationaire fase, komen er later vanaf. In het plaatje: blauw is het langzaamst.

chromatografie is een analyse methode waarbij gescheiden wordt op basis van...(meerdere antwoorden mogelijk)

1. oplosbaarheid van de stof in de loopvloeistof
2. adsorptie van de stof aan de stationaire fase
3. polariteit van de stof en van de loopvloeistof
4. hydrofoob/hydrofiel zijn van de stof en van de stationaire fase

Gaschromatografie

• Analysemethode veelgebruikt bij geneesmiddelen en geurstoffen
  
• Lijkt op papierchromatografie!
• Bevat ook een stationaire en een mobiele fase

De tijd die een stof nodig heeft om van het injectie punt naar de detector te gaan heet de retentietijd

Kwalitatief vs Kwantitatief

• We kunnen twee dingen uitvinden met gaschromatografie!
  
• Een kwalitatief resultaat dat laat zien welke stof aanwezig is.
  
• Een kwantitatief resultaat dat aanduidt hoeveel van een bepaalde stof aanwezig is

Analyse met gaschromatographie

Het signaal op de detector wordt verzonden naar een computer die er een gaschromatogram van maakt. Retentietijden (Rt) kunnen worden bepaald.

• De detector registreert waneer een een bestanddeel van van het mengsel voorbij komt en sent een signaal door.
• Uit het patroon van de pieken is op te maken uit hoeveel en welke componenten het mengsel bestaat
• Het piekoppervlak is een maat voor de hoeveelheid stof die de detector passeert. Hieruit is dus een mol verhouding te bepalen.

Rt pentaan was 35 sec, Rt heptaan was 85 sec.
De stationaire fase van de kolom
in dit experiment was dus...

1. hydrofoob
2. hydrofiel

stationaire fase hydrofoob of hydrofiel?

Pentaan (5 C's)) is sneller uit de kolom dan heptaan (7C's) . Heptaan is apolairder (hydrofober) dan pentaan en blijft langer op de kolom. Soort zoekt soort, dus stationaire fase is ook hydrofoob. 

• De detector registreert waneer een een bestanddeel van van het mengsel voorbij komt en sent een signaal door.
• Uit het patroon van de pieken is op te maken uit hoeveel en welke componenten het mengsel bestaat
• Het piekoppervlak is een maat voor de hoeveelheid stof die de detector passeert. Hieruit is dus een mol verhouding te bepalen.

Retentietijd en stationaire fase

• Een polaire stof adsorbeert goed aan een polaire stationaire fase want deze stoffen kunnen dipool-dipool bindingen en waterstof bruggen met elkaar aangaan (soort-zoekt-soort).
  
• Een polaire stof adsorbeert slecht aan een apolaire stationaire fase
• De stationaire fase bepaalt of de retentietijd van een stof langer of korter is.

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

Dit is een chromatogram. Je ziet twee pieken, dus er zaten twee verschillende stoffen in het opgebrachte 'monster': het is dus een mengsel

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

de oppervlakte onder de pieken is een maat voor de concentratie van de stof in het mengsel

samenvattend: eigenschappen belangrijk bij chromatografie

bepalend voor de scheiding/retentietijd zijn:

- stationaire fase en loopvloeistof of draaggas

- polariteit en/of hydrofiliciteit van de stoffen

denk aan: 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)

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

Als 1e:

Als 2e:

Als 3e:

Als 4e:

Als 5e:

pentaan-1-amine

penteen

ammoniak

methanol

methaandiol

Maak kloppend door groot of klein in te vullen:
1. De oplosbaarheid van een stof die hoog op een papierchromatogram eindigt is ...
2. Het adsorptievermogen van die stof is ...

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

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