Liebe Blogleser,
die Hinweise für das Zentralabitur Biologie 2015 in Niedersachsen ersparen Ihnen einige Lerneinheiten. Das ist schön, wer gut vorbereitet ist und das KC (Kerncurriculum) und die Fachbezogenen bzw. thematischen Hinweise für das schriftliche Biologieabitur in diesem Frühjahr gut studiert hat deutlich weniger Lernstress.

Lernzeit effizient nutzen

Umso besser ist es die verbleibende Lernzeit effizient zu nutzen. So möchte ich heute über die Chromatographie berichten, eine der Labormethoden, die Thema im Zentralabitur 2015 sein könnte.

Chromatographie – Wofür?

Jede Methode hat ein bestimmtes Einsatzgebiet. Bei der Chromatographie geht es um die Auftrennung von Substanzgemischen. So können z.B. die einzelnen Pigmente, die das Sonnenlicht im Blatt absorbieren durch eine chromatographische Analyse sichtbar gemacht werden. Die Substanzen, die zuvor als Gemisch vorlagen, sind nach der Chromatographie als Einzelpigmente sichtbar geworden.
Gerade die Dünnschichtchromatographie findet ihren Einsatz immer wieder im Schulunterricht (-> Blattpigmente, Farbstiftanalyse…)

Chromatographie – Das Prinzip!

Bei der Chromatographie können Moleküle oder Teilchen (z.B. unsere Pigmentmoleküle oder ganz allgemein Moleküle oder Ionen) getrennt werden. Dies geschieht durch einen Gleichgewichtszustand, bei dem die Teilchen sich auf zwei Phasen in einem bestimmten Verhältnis verteilen. Bei der Dünnschichtchromatographie (DC) werden als Phasen die sogenannte

Bei der DC wandert ein Lösungsmittel durch Kapillarkräfte an einem festen, feinporigen Trägermaterial (z. B. Kieselgel) aufwärts. Probenmaterial wird auf der stationären Phase aufgetragen. Die mobile Phase (das in das Trägermaterial einströmende Lösemittelgemisch) nimmt nun das Probengemisch mit unterschiedlicher Adsorption mit. Das Lösemittelgemisch besitzt unterschiedliche organische Substanzen mit verschiedenartigen funktionellen Gruppen, die Wechselwirkung mit der stationären Phase und dem Probengemisch eingehen. Dies führt zu unterschiedlichen Adsorptionswechselwirkungen der einzelnen Substanzen in dem Probengemisch mit dem Trägermaterial.

DC als Methode im Biologieabitur
Auftrennung der Blattpigmente durch eine Dünnschichtchromatographie.

Je ähnlicher ein Bestandteil des Probenmaterial der mobilen Phase, umso weiter wir dieser Bestandteil mit der mobilen Phase wandern. Da die Bestandteile des Probengemischs unterschiedlich sind, wandern diese unterschiedlich weit mit der mobilen Phase mit, es kommt zur Auftrennung des Probenmaterials.
Oder umgekehrt formuliert: Je stärker die Wechselwirkung zwischen stationärer Phase und einem Bestandteil des Probenmaterials, umso früher wird sich dieser Bestandteil des Probengemischs auf der stationären Phase anlagern.
Zusammengefasst: Die Grundlagen der Dünnschichtchromatographie (DC) sind die Transportprozesse in einer Flüssigkeit („mobile Phase“), die über eine poröse Oberfläche („stationäre Phase“) strömt. Unterschiedliche Moleküle zeigen dabei unterschiedliches Wanderungsverhalten. Die Unterschiede im Wanderungsverhalten sind von den chemischen und physikalischen Eigenschaften der verwendeten stationären und mobilen Phase abhängig.

Chromatographie – Wo passt sie dazu?

Als Methode wird die Dünnschichtchromatographie (DC) im Schulcurriculum in der Regel zur Auftrennung der Blattfarbstoffe eingesetzt. Die DC wird also mit höchster Wahrscheinlichkeit in Zusammenhang mit Lichtsammelkomplexen und der Fotosynthese im Biologieunterricht erläutert werden.
In Chemie kann die Methode auch auftauchen. Hier sind neben der DC z.B. auch die Ionenaustauschchromatographie interessant sein, die zur Wasserenthärtung eingesetzt werden kann.

Chromatographie – Alles klar?

Ich hoffe die Methode ist durch die drei Fragen deutlich geworden. Ihnen viel Erfolg im Biologieabitur.
Wir bieten in den Osterferien Unterstützung für das Lernfach Biologie! Vom 25. – 27. März 2015 findet der dreitägige BioAbi-Intensivkurs in Göttingen statt. Ganz gezielt bereiten wir Sie in diesen drei Tagen auf Ihr Abitur im Fach Biologie vor! Alles was im Kerncurriculum bzw. in den Hinweisen des niedersächsischen Kultusministeriums gefordert wird, werden wir in diesen drei Tagen unterrichten und gelernte Inhalte direkt an original Abituraufgaben anwenden.
Ich freue mich auf Ihre Teilnahme!
Beste Grüße
Martina Henn-Sax
P.S.: auch im Bundesland Hessen kann die Dünnschichtchromatographie Thema des Biologie-Abiturs sein!

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