Die Experimente zur Chromatographie verdeutlichen die Bedeutung der Trennmethode und geben Denkanstöße zu anderen Themenbereichen - bis hin zur DNA-Analyse oder dem Nachweis von toxischen Verunreinigungen oder Fremdsubstanzen in Modedrogen. Vor den praktischen Übungen werden mit einem Tabellenkalkulationsprogramm (hier Excel) die Verteilungsvorgänge bei der Dünnschichtchromatographie (Austauschvorgänge zwischen mobiler und fester Phase) mathematisch modelliert und grafisch dargestellt. Die Lernenden verstehen die Verteilungsvorgänge mithilfe des Computers als ?Zeichen- und Rechenknecht?. In der Unterrichtseinheit verbinden sich somit am Computer entwickelte Modellvorstellungen mit greifbaren Versuchsergebnissen.
Dünnschichtchromatographie - Farbstoffe, Schmerztabletten
Unterrichtseinheit
Die hier vorgestellten spielerischen Versuche zur Auftrennung gängiger Faserstift-Farben und die folgende wissenschaftlich exakte Identifizierung von Inhaltsstoffen gängiger Schmerztabletten mithilfe von Referenzsubstanzen sind der Garant für eine hohe Motivation der Lernenden. Modellierungen mit Excel veranschaulichen den Begriff des multiplikativen Gleichgewichts bei der Chromatographie.
- Chemie / Natur & Umwelt
- Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
- etwa 4 Unterrichtsstunden (ohne Projektarbeiten)
- Video, Arbeitsblatt, Arbeitsblatt interaktiv, Software
- 1 Arbeitsmaterial
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Didaktisch-methodischer Kommentar
- 1. Stunde: Chromatographie - eine revolutionäre Technik
Allgemeine Hinweise zur Dünnschichtchromatographie - 2. Stunde: Mathematische Simulation der multiplikativen Verteilung
Mit Excel-Dateien wird die multiplikative Verteilung von zwei zu trennenden Stoffen berechnet und in Diagrammform dargestellt. - 3. Stunde: Chromatographie von Farbstoffgemischen
Einstieg in die Chromatographie-Praxis: Hier finden Sie Hinweise zur Durchführung, Ergebnisbeispiele und eine ausführliche Versuchsanleitung für die Lernenden. - 4. Stunde: Chromatographie von Schmerzmitteln
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Bestandteile eines Schmerzmittels und nutzen das Internet, um die Medikamenten-Marke zu bestimmen. - Weitere Versuchsvorschläge und Anregungen
Experimente zur Trennung von Pflanzenfarbstoffen
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- dc_materialien.zip
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Vermittelte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler sollen
- die Verteilung von Farbstoffen mithilfe einer vorgegebenen Excel-Datei bei unterschiedlichen Verteilungskoeffizienten simulieren und die Auswirkungen an der Excel-Grafik ablesen.
- an einigen Beispielen die zugrunde liegende Excel-Rechenanweisungen zur Konzentrationsberechnung nachvollziehen.
- experimentell sauber arbeiten und Versuchsprotokolle führen können.
- in einem Versuch zur Trennung von Farbstoffgemischen erleben, dass die Dünnschichtchromatographie überraschende Ergebnisse liefert.
- in einem Versuch zur Trennung von Schmerzmitteln die Komponenten einer Schmerztablette identifizieren und mithilfe von Internetrecherchen einem Markennamen zuordnen oder die Auswahl der in Frage kommenden Produkte eingrenzen.
- weitere Versuche durchführen (Trennung von Paprika-, Curry- und Blattfarbstoffen).
Internetadressen
- Jonas Hostettler, Uni Basel: Multiplikative Verteilung
Die Simulation ist auch im Download-Paket „dc_materialien.zip“ enthalten.
- Stephanie Weick, Rüdiger Blume, Uni Bielefeld: Farben auf Wanderschaft
Infos zur Chromatographie auf Professor Blumes Bildungsserver für Chemie
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