Einfache Demonstration der Gaschromatographie im Unterricht Erwin Wiederholt Bergische Universität Wuppertal

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

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

Fließbild einer gaschromatographischen Anlage

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.

Trennmodell Trennmodell

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

Chromatogramme von Feuerzeuggas Feuerzeuggas (WLD) Feuerzeuggas (FID) 0 1 2 3 4 5 t/min

Fließbild des vereinfachten Janák-Gaschromatographen

Messparameter

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

Einfluss der Trägergasgeschwindigkeit

Molekularsiebe Typ A Typ X/Y

Ionenaustauscher Ca++-Bindung durch Ionenaustauscher

Luft Luft 0 1 2 3 t/min

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

Massenanteile

Atemluft 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 t/min Luft Atemluft

Stickluft 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 t/min Luft Stickluft

Chromatogramm eines Erdgases 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t/min

Pyrolyseapparatur Pyrolyseapparatur

Pyrolysegas Pyrolysegas aus PE 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t/min

Biogas-Entwickler Biogas-Entwickler

Biogas Chromatogramme von Biogas nach 2 bzw. 7 Tagen

Einstufen Demonstrationsmodell Einstufen-Demonstrations-Modell zur Frontalanalyse

DWA 0 0 0 1min Sauerstoffangereicherte, stickstoffangereicherte und Normalluft