Experimente zur Meßwerterfassung

Chromatographie und Aufnahme von Absorptionsspektren der Blattfarbstoffe grüner Blätter

Durchführung Chromatographie:

1. Pipette in die vorbereitete Lösung der Blattfarbstoffe tauchen und die Lösung dann so auf die Platte tupfen, daß eine Linie etwa 1cm über dem unteren Rand der Platte entsteht.
2. Kurz warten, bis die Linie angetrocknet ist. Die Farbstoffe werden dabei etwas auseinanderwandern.
3. Nächste Schicht auf dieser Linie auftragen. Dies etwa 15 - 20× wiederholen.
4. Laufmittel vorbereiten: in der Chromatographiekammer 1.2ml 2-Propanol mit 0.025mL Wasser mischen, dann 10ml Petrolether (Siedebereich 100 - 140 °C) zugeben, Deckel der Kammer schließen und das Laufmittel kurz schwenken.
5. Platte in die Kammer stellen.
6. Wenn die Laufmittelfront nach etwa 10 Minuten das obere Ende der Platte erreicht hat, Platte wieder aus der Kammer nehmen. Ergebnis etwa:
   

Versuchsaufbau:

1. Schreiberausgang des Photometers mit den beiden Kabeln an den Eingang 1 der ChemBox anschließen.
2. Sicherstellen, daß die Chembox mit dem Computer verbunden ist. Computer und Photometer (Wolfram-Lampe verwenden!) einschalten.
3. Photometer kalibrieren, indem Sie zwei Küvetten mit Aceton hineinstellen und den Meßbereich von 350 - 700 nm durchfahren. Anzeige beim niedrigsten Wert auf 0 stellen.
   Hinweis: Dieser Versuch wird bewußt sehr einfach durchgeführt, um in möglichst kurzer Zeit qualitative Effekte zu zeigen. Daher ist es ausreichend, wenn der niedrigste Wert auf etwa 0 eingestellt ist. Falls die Meßwerte später in MS Excel übertragen werden, erfolgt sowieso eine Umrechnung zur besseren Darstellung.
4. Im Menu Optionen - Messtakt den Punkt Tastendruck einstellen.

 Aufnahme der Absorptionsspektren:

1. Versuch-Symbol oder entsprechende CHX-Datei anclicken.
2. Mit dem Spatel die gewünschte Bande auf Alufolie kratzen, in eine Küvette leeren und mit Aceton auffüllen. Deckel aufsetzen und Küvette kurz schwenken.
3. Küvette in das Photometer stellen und ca. 5 Minuten stehen lassen, damit sich grobe Teilchen absetzen. Deckel der Küvette während der gesamten Messung nicht abnehmen, da sonst das Aceton nach einiger Zeit verdunstet ist und die Meßwerte unbrauchbar werden. Die Referenzküvette wird mit Aceton gefüllt und ebenfalls mit einem Deckel verschlossen.
4. Photometer auf Wellenlänge 350 nm einstellen.
5. 1/0-Knopf anklicken.
6. Aufzeichnung der Meßwerte erfolgt durch die SPACE-Taste. Stellen Sie also jeweils die richtige Wellenlänge am Photometer ein und drücken Sie dann die SPACE-Taste.
7. Falls Sie sich nicht sicher sind, ob Sie die richtige Wellenlänge aufnehmen, wechseln Sie auf die Karte Anzeige. Ergebnis z.B.:
   
   Im Feld rechts unten wird die Wellenlänge angezeigt, die zuletzt gemessen werden sollte. Sie müssen noch die gewählte Schrittweite addieren und können wieder die richtige Wellenlänge am Photometer einstellen.
8. Wenn der Endwert von 700 nm erreicht ist, 1/0-Knopf wieder anclicken.
9. Kurve unter einem Namen im gewünschten Arbeitsbereich abspeichern.
10. Kurve beschriften, z.B. mit dem Stoff, dem Meßbereich und der Schrittweite, evtl. dazu Name des Experimentators. Ergebnis z.B.:
    
11. Wieder abspeichern.
     

Auswertung: Darstellung der Meßwerte in MS Excel. 

Leider ist es mit ChemEx nicht möglich, die Kurven mehrerer Messungen in 1 Grafik darzustellen. Daher exportieren wir die Daten aus ChemEx, laden sie in eine Tabellenkalkulation wie MS Excel und erstellen dort die gewünschte Grafik. Wir verwenden dazu die Messungen aller Blattfarbstoffe mit einer Schrittweite von 5 nm! Das von uns gelieferte Excel-File läßt sich aber leicht auf andere Schrittweiten anpassen.

1. Clicken Sie auf der Karte Schreiber auf das Feld Werte-Tabelle und warten Sie, bis die Tabelle erstellt ist.  
2. Im Menü Datei - Tabelle exportieren wählen und der Datei einen Namen analog zur CHX-Datei, also z.B. CHLA2_X.TXT, geben. Diesen Schritt für alle anderen Dateien wiederholen, indem Sie diese öffnen und die Daten exportieren.
3. Nun können Sie das Programm ChemEx beenden und Excel oder eine andere Tabellenkalkulation starten. Öffnen Sie die erste Datei mit den exportierten Daten als Typ ANSI durch Tabulatoren getrennt. Diese Datei unter einen Namen analog zur TXT-Datei, also z.B. CHLA2_X.XLS, speichern. Diesen Schritt für alle anderen Dateien wiederholen, indem Sie diese öffnen und die Daten in Excel importieren.
4. Sie haben nun Excel-Dateien mit den Meßwerten der verschiedenen Blattfarbstoffe erzeugt. Um aus diesen Daten eine gemeinsame Grafik erstellen zu können, müssen Sie die Daten in 1 Datei kopieren. Dazu die von uns bereitgestellte Datei BLATFARB.XLS zusätzlich zur noch geöffneten Datei öffnen.
5. In der Datei CHLA2_X.XLS alle Extinktions-Werte, also die Zellen C3 bis C73 markieren und im Menü Bearbeiten - Kopieren wählen.
6. Zur Datei BLATFARB.XLS wechseln und auf das entsprechende Arbeitsblatt clicken, in diesem Beispiel also auf Chl. a. Mit dem Cursor in das Feld B2 clicken und im Menü Bearbeiten - Einfügen wählen.
7. Datei BLATFARB.XLS speichern.
8. Öffnen Sie nun das Excel-File des nächsten Blattfarbstoffs und wiederholen Sie die Schritte Markieren - Kopieren - Einfügen.
9. Sie haben es geschafft: clicken Sie auf das Arbeitsblatt Diagramm und Sie sehen die Kurven aller Blattfarbstoffe.
   Um die Genauigkeit der Messungen abschätzen zu können, sind hier einige Maxima angegeben, die auch mit Ihren Werten erkennbar sein sollten:

Anleitungen:

Anleitung für Lehrer

Anleitung für Schüler
 

Carotin:

350 - 700 nm, 10 nm

350 - 700 nm, 5 nm

430 - 480 nm, 2 nm

Chlorophyll a:

350 - 700 nm, 10 nm

350 - 700 nm, 5 nm

396 - 460 nm, 2 nm

640 - 680 nm, 2 nm

Chlorophyll b:

350 - 700 nm, 10 nm

350 - 700 nm, 5 nm

431 - 475 nm, 2 nm

620 - 670 nm, 2 nm

Lutein:

350 - 700 nm, 10 nm

350 - 700 nm, 5 nm

410 - 490 nm, 2 nm

Xantophylle:

350 - 700 nm, 10 nm

350 - 700 nm, 5 nm

410 - 490 nm, 2 nm
 

MS Excel-Datei:

Excel-Datei