Chromatographie - Das Prinzip des Farbenschreibens für Kinder

Die Chromatographie ist ein Verfahren, das vor allem in der Chemie angewendet wird. Dabei trennt man ein Stoffgemisch in seine Bestandteile. Das Prinzip erkläre ich dir mit Hilfe von Filzstiften. Du kannst so herausfinden, aus welchen Farben die Farben deiner Filzstifte zusammengesetzt sind. So kannst du eine wirklich spannende Frage beantworten: Ist schwarz wirklich schwarz?

Ich zeige dir hier das Verfahren der Chromatographie in zwei Varianten. Ich bevorzuge meistens die Variante mit der Pipette. Dabei kannst du gleich die Arbeit mit einer Pipette üben.

Auch für jüngere Kinder ist es spannender, bei diesem Experiment selbst aktiv zu werden, statt es nur zu beobachten.

• Experiment 1: Chromatographie unter Verwenung von Filterpapier
• Experiment 2: Chromatographie unter Verwendung einer Pipette
• Erklärung: Wie funktioniert Chromatographie?

Experiment 1: Chromatographie unter Verwendung von Filterpapier

Bei der Chromatographie verwendet man Filterpapier. Als Filterpapier eignet sich auch ein normaler Kaffeefilter.

Du brauchst:

• Weißes Filterpapier oder weißer Kaffeefilter
• Wasserlösliche Filzstifte
• Glas mit Wasser
• Schere

Anleitung:

1. Schneide einen Kreis aus einem Kaffeefilter, du bekommst einen Rundfilter.
2. In die Mitte des Rundfilters bohrst du mit der Schere ein kleines Loch.
3. Mit einem wasserlöslichen Filzstift (am besten schwarz) malst du einen Kreis um das Loch herum. Der Kreis kann ruhig etwas dicker gemalt sein.
4. Schneide einen dünnen Striefen vom Rest des Kaffeefilters ab und falte ihn wenn nötig zu einem schmalen Streifen.
5. Stecke den Streifen durch das Loch des Filters.
6. Lege den Filter auf ein Glas, der Streifen muss das Wasser berühren.



7. Beobachte, was passiert: Jetzt heißt es warten, bis sich das Filterpapier mit Wasser vollgesogen hat.





8. Nach und nach wandern die Farbstoffe mit dem Wasser durch das Filterpapier.





9. Spätestens wenn das Wasser den Rand des Rundfilters erreicht hat, entfernst du ihn aus dem Wasser.



10. Wiederhole das Experiment mit anderen Farben.

Das Experiment auf diese Art durchzuführen hat den Vorteil, dass du nicht aus Versehen zu viel Wasser auf eine Stelle des Filterpapieres bekommst. Die Farben sind sehr gut erkennbar. Der Nachteil ist, dass es eine ganze Weile dauert, bis die schwarze Farbe verlaufen ist.

Experiment 2: Chromatographie unter Verwendung einer Pipette

Ich mache das Experiment gerne mit einer Pipette. Dabei kannst du nämlich ganz einfach üben, wie man eine Pipette verwendet. Hast du keine richtige Pipette, kannst du auch eine Trinkhalm-Pipette benutzen.

Du brauchst:

• Weißes Filterpapier oder weißer Kaffeefilter
• Wasserlösliche Filzstifte
• Teller oder Glas
• Glas mit Wasser
• Pipette oder Trinkhalm aus Glas
• Schere

Anleitung:

1. Schneide einen Kreis aus deinem Kaffeefilter (Herstellung eines Rundfilters).
2. Male mit einem schwarzen Filzstift einen dicken Kreis um die Mitte des Filterpapiers.



3. Lege das Filterpapier auf einen Teller oder ein Glas.
4. Nimm mit einer Pipette Wasser aus dem Glas auf und gib einen Tropfen davon in die Mitte des Kreises.



5. Gib nach und nach weitere Tropfen Wasser an die gleiche Stelle. Beobachte, was passiert.



6. Beende das Experiment spätestens, wenn der Rundfilter mit Wasser durchtränkt ist.

Du kannst auch andere Farben zerlaufen lassen und damit eine schöne Fenster-Dekoration basteln. Binde die bunten Kreise wie eine Girlande aneinander und häng sie auf. Hier kann es einen schönen Effekt geben, wenn du die Wassertropfen nicht nur in der Mitte, sondern auf verschiedene Stellen deines runden Papiers tropfst. Du kannst auch Muster und kleine Bilder malen und diese unterschiedlich verlaufen lassen. Mitunter entstehen tolle Effekte.

Erklärung: Wie funktioniert Chromatographie?

Das Wort Chromatographie kommt aus dem griechischen und bedeutet übersetzt „Farbenschreiben“. Mit Hilfe dieses Verfahrens kann man ein Stoffgemisch in seine Bestandteile trennen. Schwarz entsteht dadurch, dass man nach und nach Farben aus dem sichtbaren Farbspektrum entfernt. Ist keine Farbe mehr vorhanden, erhalten wir schwarz. Schwarz ist also keine richtige Farbe, sondern die Abwesenheit von Farbe.

Farben in Filzstiften bestehen aus gelösten Farbstoffen. Sie „verschlucken“ einen Teil des weißen Lichts und wir sehen dann den reflektierten farbigen Anteil, der übrig bleibt. Manche Farben bestehen aus Mischungen unterschiedlicher Farbstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften. Das macht sich die Chromatographie zunutze. Wasserlösliche Farbstoffe werden von dem zugeführten Wasser verdünnt. Das Wasser fließt langsam durch das Filterpapier und nimmt die Farbstoffe mit. Jeder Farbstoff wird dabei unterschiedlich weit mitgenommen. Dadurch sehen wir, welche Farbstoffe in der Farbe schwarz vorhanden sind: schwarz zerfließt in nahezu alle Farben. Auch andere Mischfarben kannst du so nach ihren Farbstoffen trennen.

Wichtig ist auch die Wahl des richtigen Flussmittels. Das Flussmittel transportiert hier die gelösten Stoffe durch das Filterpapier. Du hast wasserlösliche Filzstifte benutzt. Das geeignete Flussmittel ist also Wasser. Bei anderen Stoffen kann es sein, dass Wasser nicht geeignet ist, da sich die Stoffe nicht in Wasser lösen und transportiert werden können. Dann brauchst du ein anderes Lösungs- und Flussmittel, wie zum Beispiel Isopropanol.