Schülerversuch; Isolierung des Farbstoffes 30 min, Identifizierung (DC) 30 min.

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Geräte
2 Bechergläser (100 mL und 50 mL), Bunsenbrenner, Dreifuß, Drahtnetz, 2 Messpipetten (5 mL), Messzylinder (50 mL), Wollfaden (ca. 10 cm, entfettet).

Chemikalien
Probe mit künstlichen Farbstoffen, destilliertes Wasser, Kaliumhydrogensulfat-Lösung (w = 10 %), konzentrierte Ammoniak-Lösung (w = 25 %) (C; N), verdünnte Ammoniak-Lösung (w = 5 %) (Xi), Ethanol (w = 96 %) (F).

Durchführung
A Isolierung von wasserlöslichen Farbstoffen
Löse 5-10 g der gefärbten Probe (z. B. Gummibärchen, Weingummi, Schokodrops u. a.) in 40 mL destilliertem Wasser. Füge nun den Wollfaden und 10 mL Kaliumhydrogensulfat-Lösung hinzu. Erwärme kurz zum Sieden, entferne dann den Bunsenbrenner und warte ca. 10 Minuten, bis sich die Farbe aus der Probe deutlich sichtbar an den Wollfaden angelagert (adsorbiert) hat. Nun kannst du den gefärbten Wollfaden herausnehmen und unter fließendem Wasser gründlich auswaschen. Wenn deine Probe gelb gefärbt war, könnte dein Faden so aussehen:

Bild 1: Links: Gefärbter Wollfaden Rechts: Ungefärbt (Foto: Dani)

Lege nun den gefärbten Wollfaden in ein kleines Becherglas und füge 3 mL Ethanol und 5 mL verdünnten Ammoniak hinzu. Erhitze das Gemisch vorsichtig über dem Bunsenbrenner (auf dem Dreifuß mit Drahtnetz). Wenn sich der größte Teil des Farbstoffes herausgelöst hat, nimmst du den Faden heraus und engst die Lösung auf ca. 0,2-0,5 mL ein.

B Identifizierung von wasserlöslichen Farbstoffen mittels Dünnschicht-Chromatographie (DC)

Geräte
Mehrere Mikropipetten (z. B. ausgezogene Pasteurpipetten), Schablone für die Dünnschichtchromatographie oder einfach nur ein Lineal, weicher Bleistift, DC-Folie mit Cellulose beschichtet oder Cellulose-Papier, Entwicklungskammer (z. B. Schraubdeckelglas).

Chemikalien
Für das Fließmittel:
2,3 g Trinatriumcitrat-2-hydrat in 100 mL konzentriertem Ammoniak (w = 25 %) (Xi) lösen.

Für die Vergleichslösungen:
Verschiedene Farbstoff-Lösungen (w = 0,1 % in Methanol (T) gelöst).

Bild 2: Verschiedene Farbstoffe: 1: Cochenillerot (E 124), 2: Azorubin (E 122), 3: Gelborange S (E 110), 4. Chinolingelb (E 104), 5. Tartrazin (E 102), 6. Indigotin (E 132), 7. Patentblau (E 131), 8. Brillantschwarz (E 151) (Foto: Dani)

Durchführung
Zeichne mit dem weichen Bleistift und mit Hilfe des Lineals oder der Schablone eine Linie im Abstand von ca. 1-1,5 cm vom unteren Rand der DC. Trage dann mit der Mikropipette deine isolierte Farbstoffprobe sowie die Vergleichsfarbstoffe im Abstand von ca. 1 cm nebeneinander punktförmig auf die gezeichnete Startlinie auf. Sei dabei vorsichtig, da die Flecke durch die Kapillarkräfte schnell zu groß werden. Die so vorbereitete DC wird nun in das Schraubdeckelglas gestellt, und zwar so, dass die Startlinie mit den Flecken nicht in das Fließmittel taucht. Die Substanzen werden sonst durch die Flüssigkeit ausgewaschen.

Bild 3: DC nach dem Auftragen der Farbstoffe (Foto: Dani)

Ist die Fließmittelfront ca. 1 cm am oberen Rand der DC angekommen, musst du das Chromatogramm aus der Entwicklungskammer nehmen und unter dem Abzug (!) trocknen lassen oder trocken föhnen.

Ergebnis
Das entwickelte Chromatogramm könnte z. B. so aussehen:

Bild 4: DC nach dem Entwickeln (Foto: Dani)

Anhand der Höhe und der Farbe der einzelnen Substanzflecken kannst du die Farbstoffe der Probe den Vergleichsstoffen zuordnen und identifizieren.

Hintergründe zum Experiment