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Einfache Demonstration der Gaschromato graphie im Unterricht

Einfache Demonstration der Gaschromato graphie im Unterricht. Erwin Wiederholt Bergische Universität Wuppertal. Gliederung. Fachliche Grundlagen der Gaschromatographie Erfahrungen mit Lehr-Gaschromatographen im Unterricht Das Trennprinzip Ein low-cost Gaschromatograph

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Einfache Demonstration der Gaschromato graphie im Unterricht

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Presentation Transcript

  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 Fließbild einer gaschromatographischen Anlage

  5. Warum Gaschromatographie im Unterricht? • GC ist eine fachwissenschaftlich bedeutsame Methode. • Zeitgemäßer Unterricht erfordertentsprechende 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. GC

  6. Trennmodell Trennmodell

  7. Wheatstone Brückenschaltung 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) 0 1 2 3 4 5 t/min

  9. Fließbild des vereinfachten Janák-Gaschromatographen Fließbild des vereinfachten Janák-Gaschromatographen

  10. Messparameter

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

  12. Einfluss der Trägergasgeschwindigkeit Einfluss der Trägergasgeschwindigkeit

  13. Molekularsiebe Typ A Typ X/Y

  14. Ionenaustauscher Ca++-Bindung durch Ionenaustauscher

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

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

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

  21. Pyrolyseapparatur Pyrolyseapparatur

  22. Pyrolysegas Pyrolysegas aus PE 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 0 0 0 1min Sauerstoffangereicherte, stickstoffangereicherte und Normalluft

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