Dünnschichtchromatographie

DC-Kammer

Die im Praktikum verwendete DC-Kammer zeigt die folgende Abbildung:
 

Eigentlich ist das gar keine DC-Kammer, sondern eine Färbekammer in die man handelsübliche Objektträger hochkant hineinstellen kann. Sie taugt aber gut auch als DC-Kammer.

Warum muss bei der Durchführung der Dünnschichtchromatographie der Dampfraum in der DC-Kammer mit dem verwendeten Lösemittel gesättigt sein?

Stellen Sie sich die Kammer offen vor! Unten befindet sich eine kleine Menge Lösemittel, die nun durch Kapillarkräfte in der DC-Karte aufsteigt. Es ist mengenmäßig nicht sehr viel Flüssigkeit, die da in der Karte hochsteigt, aber diese kleine Menge hat nun eine vergleichsweise riesige Oberfläche. Die Folge ist klar: Das Lösemittel verdunstet. Dieser Lösemittelverlust wird infolge der immer noch vorhandenen Kapillarkräfte durch frisches Lösemittel von unten ersetzt. Die DC-Karte verhält sich wie der Docht einer Kerze, in dem ebenfalls das Wachs hochsteigt und in der dort vorhandenen Hitze in die Flamme hinein abdampft. Im unteren Bereich der DC-Karte ergibt sich damit eine Art Spüleffekt. Wenn man nur lange genug zuwartet, strömt das gesamte vorhandene Lösemittel an den aufgetragenen Substanzflecken vorbei und wäscht diese an die Laufmittelfront:

Bevor Sie das Malheur bemerken, ärgern Sie sich aber schon gewaltig, denn die Laufmittelfront steigt wegen der mit jedem Millimeter Steighöhe aufgrund der immer größer werdenden Fläche auch immer größer werdenden Verdunstungsverluste alsbald nur noch quälend langsam und rückt und rührt sich schließlich gar nicht mehr, wenn nämlich die Abdampfrate gleich groß wird wie die maximal mögliche Strömgeschwindigkeit auf der DC-Karte. Davon, dass hinter diesem scheinbar stationären Zustand in Wahrheit ein emsiges Fließgleichgewicht verborgen ist, merken sie nichts.
 

Aus einer offenen Petrischale entwickeltes Dünnschichtchromatogramm. Auch nach einer halben Stunde betrug die Steighöhe des Laufmittels nur gut einen Zentimater. Alle Fraktionen sind an die Laufmittelfront gespült worden und ergeben dort nur einen einzigen Fleck. Zum Vergleich das mit gleichem Laufmittel korrekt in einer gesättigten Kammer entwickelte Chromatogramm der gleichen Substanz.

Die Sättigung des Dampfraums mit dem Lösemittel unterbindet Verdunstungsverluste und die damit verbundenen Spüleffekte. Es wird oft empfohlen, die DC-Kammer mit Fließpapier auszukleiden, weil das Laufmittel natürlich auch im Fließpapier hochsteigt und dadurch die Sättigung des Dampfraums schneller und effektiver erreicht werden kann. Die im Praktikum verwendete Färbekammer hat aber eine komplizierte Geometrie (sie erweitert sich oben und ist an zwei Seiten geriffelt), weshalb das Auskleiden mit Fließpapier eher zum Malheur zu werden droht:
 

Klatscht das Fließpapier auf die Beschichtung der DC-Karte, ist das Chromatogramm verdorben: Das Lösemittel fließt vom Fließpapier auf die Karte und breitet sich dort in alle Himmelsrichtungen aus. Statt der erwarteten Flecken sehen Sie dann künstlerisch vielleicht wertvolle Fluoreszenzlöschungsfiguren aus denen aber keine chemisch sinnnvolle Aussage mehr zu gewinnen ist.

Sie wollen Ihre Kammer ja nun aber trotzdem mit dem Lösemitteldampf sättigen. Das geht auch ohne Fließpapier ganz einfach: Geben Sie das Laufmittel beizeiten in die Kammer - also nicht erst ganz kurz bevor Sie die Karte in die Kammer geben wollen. Schütteln Sie die verschlossene Kammer mehrmals, wodurch das Lösemittel an den Wänden hochsteigt und sich ausreichend in den Rillen der Kammer verfängt. Es ist nicht schwer, die Kammer auf diese Weise ausreichend mit dem Lösemitteldampf zu sättigen.