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Chromatographie

Sammelbegriff für verschiedene physikalisch-chemische Verfahren zur analytischen und preparativen Trennung von Gemischen in Lösungen und Gasen. Das Prinzip der chromatographischen Trennung besteht in der unterschiedlichen Geschwindigkeit der Komponenten einer mobilen (beweglichen) Phase bei der Wanderung über eine stationäre (unbewegliche) Phase (Abb.). Am Trägermaterial der stationären Phase wie Aluminiumoxid, Kieselgel, Stärke, Zellulose, Papier, Ionenaustauscher, Lösungen etc. treten Verteilungsunterschiede der zu trennenden Substanzen im Vergleich zur mobilen Phase auf (z.B. Gase, organische Lösungsmittel oder wässrige Salzlösungen). Damit kein Konzentrationsausgleich durch Diffusion erfolgen kann, muss die Trennung in möglichst kurzer Zeit erfolgen. Bei geeigneter Wahl der technischen Parameter wird mit der Chromatographie eine enorme Trennschärfe erreicht.

 

Chromatographie: Einteilung der chromatographischen Methoden nach den Aggregatzuständen der Phasen, Trennvorgängen und Ausführungstechniken.

Bezeichnung der Methode

englische Abkürzung

Aggregatzustand mobile Phase

Aggregatzustand stationäre Phase

Trennvorgang

Technik

Flüssigkeits-Flüssigkeits-Chromatographie

LLC

flüssig

flüssig

Verteilung

LC, HPLC, TLC, PC

Gas-Flüssigkeits-

Chromatographie

GLC

gasförmig

flüssig

Verteilung

GC

Flüssigkeits-Festkörper-

Chromatographie

LSC

flüssig

fest

Adsorption

LC, HPLC, DC, PC

Gas-Festkörper-

Chromatographie

GSC

gasförmig

fest

Adsorption

GC

 

Es gibt eine grosse Zahl von chromatographischen Techniken (Tabelle). Eine Trennung kann zwischen den Phasen fest-flüssig, flüssig-flüssig und flüssig-gasförmig (Gaschromatographie) erfolgen. Nach der Art des Trägermaterials unterscheidet man u.a. Papier- und Ionenaustauscherchromatographie, nach der Art der experimentellen Anordnung z.B. Dünnschicht- und Säulenchromatographie. Der Typ der Wechselwirkungen der zu trennenden Substanzen mit den Phasen ist ein weiteres Klassifikationsmerkmal (z.B. Adsorptionschromatographie oder affine Chromatographie). Die Gelfiltration mit Säulen, welche sogenannte molekulare Siebe (z.B. quervernetzte Polydextrane oder Polyakrylamide, porenreiche Glaskügelchen, Agarosegel) enthalten, ist eine Form der Adsorptionschromatographie. Kleine Moleküle halten sich länger in den Poren des Säulenmaterials auf, während grosse Moleküle ungehindert mit der mobilen Phase die Säule passieren. Der Flüssigkeitsdurchlauf wird Elution genannt, die durchgelaufene mobile Phase heisst Eluat. Bei der affinen Chromatographie enthält die Säule am Trägermaterial fixiert spezifische Antikörper (Immunoglobuline). Deren hohe Bindungsaffinität zu speziellen Molekülklassen wird zu deren hocheffektiven Trennung aus molekularen Gemischen genutzt. Moderne chromatographische Anlagen sind mit Steuerungscomputern und spektroskopischen Systemen zur Identifizierung verschiedener Fraktionen des Eluats und dessen Abfüllung in verschiedene Auffanggefässe ausgestattet.

Die Chromatographie wird u.a. bei der Herstellung und Analyse (Spurenanalyse) chemisch reiner Substanzen für die Mikroelektronik und Supraleitung eingesetzt.

Chromatographie

Chromatographie: Verlauf der chromatographischen Trennung zweier Substanzen (Dreieck und Quadrat) durch unterschiedliche Verteilung zwischen der stationären und der mobilen Phase.

 

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