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Low-cost-Gaschromatografie

Hinweis

Es wird darauf hingewiesen, dass für jedes Experiment entsprechend der eigenen Durchführung vor der erstmaligen Aufnahme der Tätigkeit eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt und dokumentiert werden muss. Jede fachkundige Nutzerin/jeder fachkundige Nutzer muss die aufgeführten Inhalte eigenverantwortlich prüfen und an die tatsächlichen Gegebenheiten anpassen.

Weder die Redaktion des Lehrerfortbildungsservers noch die Autorinnen und Autoren der veröffentlichten Experimente übernehmen jegliche Haftung für direkte oder indirekte Schäden, die durch exakten, veränderten oder fehlerhaften Nachbau und/oder Durchführung der Experimente entstehen. Weiterführende Informationen erhalten Sie unter www.gefahrstoffe-schule-bw.de

Vorbemerkungen

Stellvertretend für Autogas (LPG) kann mit einfachen Mitteln eine gaschromatographische Untersuchung von Feuerzeuggas erfolgen.
Autogas (wie auch Feuerzeuggas) wird häufig als Gemisch von Propan und Butan beschrieben. Überraschenderweise fördert die gaschromatographische Untersuchung einen weiteren Peak zutage, der auf das Vorhandensein von Methylpropan im Gemisch hinweist.
Die Identifizierung der Gase im Gemisch lässt sich durch Vergleichschromatogramme der Reinstoffe vornehmen bzw. durch Chromatografieren definierter Gasgemische. Die Auswertung lässt sich durch den Vergleich der Flächen unter den Peaks so erweitern, dass auch Gehaltsangaben möglich sind. Auf diesem Weg kann das Prinzip der Isomerie einfach und zwanglos eingeführt werden und in den darauffolgenden Stunden vertieft werden.

Tafelanschrieb und Ablauf der Stunde

Gaschromatographie (GC) von Autogas

Definition: Die Gaschromatografie (GC) ist eine Analysemethode zum Auftrennen von gasförmigen Gemischen in einzelne chemische Verbindungen. Die Identifikation der Bestandteile erfolgt durch Vergleich mit den Reinstoffen.

Bestandteile und deren Funktion am Aufbau erklären: Pumpe, Trennsäule, Detektor, mobile und stationäre Phase

V:

Versuchsanordnung

Leitfrage: Wie viele Peaks sollten bei der GC von Autogas zu beobachten sein? Durchführung der GC von Feuerzeuggas (Anleitung für die Durchführung mit dem Gerät von AK Computer unter 11_GC_Feuerzeuggas.pdf)

B:

Messschrieb

Insgesamt sind 4 verschiedene chemische Verbindungen im Autogas nachweisbar, dabei sind nur 2 als Hauptbestandteile angegeben: Propan und Butan.

Wie lässt sich dies erklären? Gibt es verschiedene Propane/Butane?
Arbeit mit dem Molekülbaukasten mit der Vorgabe verschiedene Strukturen für Propan C 3 H 8 bzw Butan C 4 H 10 zu finden.

Identifikation der Peaks


Peak

Stoff

Summenformel und Strukturformel

1 (1,6%)

Ethan

C 2 H 6

2 (46,1%)

Propan

C 3 H 8

3 (19,5%)

2-Methylpropan

C 4 H 10

4 (32,8%)

n-Butan

C 4 H 10

Ergebnis:
Autogas enthält tatsächlich 3 verschiedene Hauptbestandteile, wobei es sich bei zweien um „Butane“ handelt.

Begriff der Isomerie definieren

Definition: Moleküle mit gleicher Summenformel aber unterschiedlicher Strukturformel werden als Isomere bezeichnet.

Weiterführung: Nomenklaturregeln

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