Practicum: Chromatografie – scheiding en analyse – Scheikunde Klas 4 VWO

In dit practicum voor klas 4 vwo scheid je kleurmengels (inkt, plantenextract) via papierchromatografie en dünnschichtchromatografie (TLC). Je berekent Rf-waarden, identificeert componenten en koppelt de resultaten aan polariteit en oplosmiddelkeuze.

Leerdoel

Na dit practicum kun je het principe van chromatografie uitleggen (stationaire en mobiele fase), Rf-waarden berekenen en interpreteren, een onbekend mengsel identificeren via Rf-vergelijking, en de invloed van oplosmiddelkeuze op scheiding verklaren.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 4 | Vak: Scheikunde | Domein: D1 Chemische vakmethodes, R&A2 Scheiding en analyse | Chromatografie, Rf-waarde, stationaire fase, mobiele fase, polariteit, TLC

Benodigdheden

• TLC-platen (silicagel op aluminiumfolie) of filtreerpapier
• Chromatografieflessen of bekers met deksel (100 mL) (bijv. petrischaal)
• Loopvloeistof deel A: butanol/azijnzuur/water (BAW, 4:1:5)
• Loopvloeistof deel B: petroleumether/aceton (7:3) → zie CMR-vrij alternatief hieronder
• Groene inkt (mengsel) of bladextract (aceton, gemalen spinazieblaad) → zie CMR-vrij alternatief hieronder
• Referentiestoffen: chlorofyl a, b, β-caroteen (oplossingen)
• UV-lamp (366 nm) voor detectie TLC

⚠️ CMR-vrij alternatief voor deel B (bladpigmenten)

Petroleumether en aceton staan op de SZW CMR-lijst en zijn in het voortgezet onderwijs niet toegestaan zonder uitgebreide risicoanalyse. Gebruik onderstaande alternatieven voor deel B:

• Extractiemiddel (i.p.v. aceton): isopropanol (propaan-2-ol). Maal het bladmateriaal fijn en voeg isopropanol toe om het extract te verkrijgen.
• Loopvloeistof (i.p.v. petroleumether/aceton): isopropanol/water (80:20 v/v).

Let op: de Rf-waarden wijken iets af van die bij petroleumether/aceton. De scheiding van caroteen, xanthofyl, chlorofyl a en chlorofyl b blijft zichtbaar. Gebruik de Rf-waarden relatief ten opzichte van elkaar voor de identificatie. De looptijd bedraagt ca. 30–45 min.

Achtergrondinformatie

Chromatografie scheidt op basis van verdeling van stoffen tussen een stationaire en mobiele fase. Rf = (afstand stof) / (afstand loopfront). Apolaire stoffen bewegen snel in apolaire mobiele fase (weinig interactie met polaire silica-stationaire fase). Polaire stoffen bewegen langzaam (sterke interactie met silica).

Werkwijze

Deel A – Papierchromatografie groene inkt

1. Breng een kleine vlek inkt aan 1,5 cm van de onderkant van het papier. Droog.
2. Zet het papier in een bekerglas met 0,5 cm loopvloeistof (BAW). Dek af.
3. Laat lopen totdat het front 10 cm bereikt heeft (≈20–30 min).
4. Markeer het front en elke band. Meet afstanden. Bereken Rf per band.

Deel B – TLC bladpigmenten

1. Breng bladextract (verkregen met isopropanol) aan op TLC-plaat samen met referentiestoffen. Loopvloeistof: isopropanol/water (80:20).
2. Laat lopen tot front. Bekijk onder UV-lamp. Bereken Rf. Identificeer pigmenten.

Meettabel TLC (afstand front = 8,0 cm)

Verwerkingsvragen

1. β-Caroteen heeft een Rf = 0,88 (in petroleumether/aceton). Verklaar waarom het zo snel loopt.
2. Twee stoffen hebben dezelfde Rf in één loopvloeistof. Hoe kun je ze toch onderscheiden?
3. Bereken de afstand die chlorofyl a heeft afgelegd als Rf = 0,45 en het front op 9,0 cm staat.

Uitwerking

V1: β-Caroteen is sterk apolair (koolwaterstofmolecuul). De apolaire loopvloeistof (petroleumether) lost het goed op; de polaire silica-stationaire fase trekt het weinig aan. Resultaat: hoge Rf (beweegt snel mee met de loopvloeistof).

V2: Gebruik een andere loopvloeistof (ander polair/apolair karakter). Als Rf verschilt in het tweede systeem, zijn de stoffen onderscheidbaar. Alternatief: twee-dimensionale TLC (twee opeenvolgende looprichtingen met verschillende loopvloeistoffen) of spectroscopische identificatie (UV).

V3: Afstand = Rf × frontafstand = 0,45 × 9,0 = 4,05 cm ≈ 4,1 cm.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert TLC-platen, chromatografieflessen, UV-lampen (366 nm) en isopropanol voor chromatografiepraktika in het voortgezet scheikundeonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.