Runge chromatogrammen

Datum: mei 2003

Principe:

Papierchromatografie en druppel/aantoningsreacties in hun meest oorspronkelijke vorm.

Materiaal:

  • Ammoniumijzer(III)sulfaat (NH4Fe(SO4)2.12H2O)
  • Natriumchloride (NaCl), zout
  • Natriumcarbonaat (Na2CO3, soda)
  • Kaliumhexacyanoferraat(III) (K3{Fe(CN)6}) - roodbloedloogzout
  • Kaliumhexacyanoferraat(II) (K4{Fe(CN)6}.3H2O) - rgeelbloedloogzout
  • rond filtreerpapier
  • water
  • deksel kleine petrischaal
  • fohn
  • Eosine (rode inkt)
  • Methyleenblauw
  • Gele markerstift

Uitvoering:

Experiment 1
  • Maak een mengsel van eosine en methyleenblauw
  • Leg een rond stukje filtreerpapier op het deksel van een petrischaal.
  • Laat een druppel mengsel op het midden van het filtreerpapier neer.
  • Laat drogen.
  • Voeg steeds een druppel water toe totdat de vlek groot genoeg is.
  • Bekijk het resultaat ook onder UV licht.
 Experiment 2
  • Leg een rond stukje filtreerpapier op het deksel van een petrischaal.
  • Leg twee druppels ammoniumijzer(III)sulfaat oplossing op het midden van het filtreerpapier neer.
  • Laat drogen.
  • Leg een druppel zoutoplossing op het midden neer en laat drogen.
  • Leg een druppel natriumcarbonaatoplossing in het midden neer en laat drogen.
  • Leg een druppel kaliumhexacyanoferraatoplossing (III) in het midden neer en observeer.
Experiment 3
  • Leg een rond stukje filtreerpapier op het deksel van een petrischaal.
  • Leg twee druppels ammoniumijzer(III)sulfaat oplossing op het midden van het filtreerpapier neer.
  • Laat drogen.
  • Leg een druppel zoutoplossing op het midden neer en laat drogen.
  • Leg een druppel natriumcarbonaatoplossing in het midden neer en laat drogen.
  • Leg een druppel kaliumhexacyanoferraatoplossing (II) in het midden neer en observeer.
 Experiment 4
  • Maak in het midden van het filtreerpapier een vette punt met de marker.
  • Leg het filtreerpapier op het deksel van een petrischaal.
  • Laat een druppel ethanol in het midden van de vlek vallen.
  • Laat drogen.
  • Voeg steeds een druppel ethanol toe totdat de vlek groot genoeg is.
  • Bekijk het resultaat ook onder UV licht.

Resultaten:

EXPERIMENT 1

EXPERIMENT 2
EXPERIMENT 3
EXPERIMENT 4

Discussie en conclusie:

Papierchromatografie is die vorm van chromatografie, waarbij de loopvloeistof wordt opgezogen door een stuk filtreerpapier. Bij papierchromatografie wordt gebruik gemaakt van het feit dat de cellulosevezels, waaruit (filtreer)-papier voor >99% is opgebouwd, een sterke capillaire zuigkracht bezitten, ook nadat ze verzadigd zijn met waterdamp. 

In experiment 1 voeren we een papierchromatografische scheiding uit. Het methyleenblauw adsorbeert beter aan het papier dan het eosine en blijft daardoor achter terwijl het eosine meer verdund wordt over het filtreerpapier.

Experiment 2 en 3 heb ik meerdere malen uitgevoerd.
In experiment 2 en 3 gaan we verder en laten de chemicalien met elkaar reageren:
In experiment 2 maken we berlijns bruin volgens: Fe3+ + [Fe(CN)6]3- --> Fe[Fe(CN)6]
In experiment 3 maken we pruisisch blauw volgens: 4Fe3+ + 4[Fe(CN)6]4- --> Fe4[Fe(CN)6]3
De reactie vindt pas plaats als de ijzerzouten met elkaar in aanraking komen aan de rand.

In experiment 4 maken we een mooie figuur. De fluorescerende kleurstof hecht minder sterk aan het papier en kan daardoor van de kern "verdreven" worden. Op de foto is het niet zo goed te zien maar onder daglicht is de kern wit en de randen geel. Ook hier een papierchromatografische scheiding dus. Onder UV-licht ziet het plaatje er anders uit. De gehele vlek licht op. Hetgeen aangeeft dat de component verantwoordelijk voor de fluorescentie zich beter aan het papier hecht.

Opmerkingen:

  • Door gebruik te maken van een föhn kan men het droogproces aanzienlijk versnellen.

  • Indien men de vloeistoffen niet alleen in het centrum aanbrengt kan men de mooiste figuren maken. Door Runge zelf werd dit aangeduid als "Blots of the professor".

  • Indien je smalle streepjes uitknipt of smalle streepjes aanbrengt met boter of olie kun je ook zeer mooie designs maken.

Literatuur:

  • Kurt Waselowsky; 'KOSMOS Chemie C3000 Experimentieranleitung'; Franck-Kosmos; 2002;  p. 113.
  • Dr. H. Rompp; 'Scheikundige proeven, die slagen'; Roskam; 1943; p.144,145.
  • Bertholdt Anft; "Friedlieb Ferdinand Runge: a forgotten chemist of the nineteenth century"; Journal of Chemical Eduction; 32 1955; p. 566-574.
  • H.A.M. Snelders; 'Hoofdstukken uit de geschiedenis van de scheikunde'; Rodopi; 1977; ISBN 9062030300; p. 101, 102, 108-110.

Relevante websites:

Achtergrondinformatie:

Friedlieb Ferdinand Runge (1794-1867) is een bijna vergeten chemicus uit de 19de eeuw, hetgeen eigenlijk vreemd is aangezien deze aan de wieg heeft gestaan van vele technieken waaronder papierchromatografie en cafeïne en kinine ontdekt heeft. Het is zelfs zo dat velen hem beschouwen hem als de echter vader van de papierchromatografie in tegenstelling tot de naam van Tswett die vaak in de leerboeken vermeld staat. Runge was ook de eerste die een op koolteer gebaseerde kleurstof synthetiseerde (purpurine, denk hierbij aan een aniline kleurstof)  en hij is degene die geïmpregneerde test papiertjes (denk hierbij bv aan pH-papiertjes) op een wetenschappelijke manier gebruikte. Deze manier van aantonen (spot tests) gebeurd in feite op dezelfde manier zoals wij de chromatogrammen gemaakt hebben.

"Vlekken van de professor" noemde Runge de merkwaardig gekleurde en structuurrijke plaatjes die hij maakte zonder gebruik te maken van verf of penseel. De plaatjes werden op speciaal papier gemaakt door verschillende  oplossingen op het centrum van het papier te druppelen. Deze plaatjes publiceerde hij in twee boeken:

  • Friedlieb Ferdinand Runge; "Zur Farben-Chemie. Musterbilder fur Freunde des Schonen und zum Gebrauch fur Zeichner, Maler, Verziehrer und Zeugdruker. I Lieferung. Dargestellt durch chemische Wechselwirkung"; Berlin; 1850

  • Friedlieb Ferdinand Runge; "Der Bildungstrieb der Stoffe.Veranschaulicht in selbstandig gewaschenen Bilder"; Oranienburg; 1855.

17-01-2017