Einfache Demonstration der Gaschromatographie im Unterricht

Präsentation zum Thema: "Einfache Demonstration der Gaschromatographie im Unterricht"—  Präsentation transkript:

1 Einfache Demonstration der Gaschromatographie im Unterricht
Erwin Wiederholt Bergische Universität Wuppertal

2 Gliederung Fachliche Grundlagen der Gaschromatographie
Erfahrungen mit Lehr-Gaschromatographen im Unterricht Das Trennprinzip Ein low-cost Gaschromatograph Analyse der Luft Trennbeispiele im Unterricht

3 Fachliche Grundlagen Unter Gaschromatographie versteht man eine physikalische Trennmethode für gasförmig vorliegende oder thermisch genügend stabile, verdampfbare Substanzgemische. Durch multiplikative Verteilung werden die einzelnen Gemischkomponenten zwischen einer mobilen gasförmigen (Trägergas) und einer stationären flüssigen oder festen Hilfsphase (Trennsäule) durch Adsorptions- oder Lösungsvorgänge aufgetrennt und anschließend detektiert. Gas-Flüssig-Chromatographie GLC Gas-Fest-Chromatographie GSC

4 Fließbild einer gaschromatographischen Anlage

5 Warum Gaschromatographie im Unterricht?
GC Warum Gaschromatographie im Unterricht? GC ist eine fachwissenschaftlich bedeutsame Methode. Zeitgemäßer Unterricht erfordert entsprechende neuartige Erkenntnisse und Methoden. Unterrichtliche Voraussetzungen: Die Methode muss: für das Wissensgebiet exemplarisch sein, übliche schulchemische Probleme lösen können, experimentell demonstrierbar sein, ökonomisch machbar sein, ökologisch vertretbar sein.

6 Trennmodell Trennmodell

7 Wheatstone Brückenschaltung
Steckernetzteil U = 6 bis 12 V Lampen 4 x 24 V/20 mA Schaltdraht Befestigungsplatte

8 Chromatogramme von Feuerzeuggas
Feuerzeuggas (WLD) Feuerzeuggas (FID) t/min

9 Fließbild des vereinfachten Janák-Gaschromatographen

10 Messparameter

11 Integral/Differentialkurve
Probe: Luft/Erdgas 2 mL, a: Integralkurve, b: Differentialkurve

12 Einfluss der Trägergasgeschwindigkeit

13 Molekularsiebe Typ A Typ X/Y

14 Ionenaustauscher Ca++-Bindung durch Ionenaustauscher

15 Luft Luft t/min

16 Chromatogramme von N2 0 0 0 0 1min
Chromatogramme von 0.7, 0.8, 0.9 mL N2 und 1.0 mL Luft

17 Massenanteile

18 Atemluft t/min Luft Atemluft

19 Stickluft t/min Luft Stickluft

20 Chromatogramm eines Erdgases
t/min

21 Pyrolyseapparatur Pyrolyseapparatur

22 Pyrolysegas Pyrolysegas aus PE
t/min

23 Biogas-Entwickler Biogas-Entwickler

24 Biogas Chromatogramme von Biogas nach 2 bzw. 7 Tagen

25 Einstufen Demonstrationsmodell
Einstufen-Demonstrations-Modell zur Frontalanalyse

26 DWA min Sauerstoffangereicherte, stickstoffangereicherte und Normalluft