Mobility of “pre-loaded” gaseous molecules in thin-layer chromatography and its consequences

Zusammenfassung

In Entwicklungskammern, in welchen es zu Vorbedampfung der Schicht durch Fließmitteldämpfe kommt, werden je nach adsorbierter Menge bis zu 40% kleinere R_f-Werte gemessen. Dies beruht darauf, daß die virtuelle (wirkliche) und normalerweise unsichtbare Front sichunterhalb der Naß-/Trocken-Front befindet: Die aufsteigende Fließmittelfront (virtuelle Front) schiebt die adsorbierten Gasmoleküle vor sich her und verdichtet sie zur sichtbaren Front. Kein Molekül des zu trennenden Gemisches kann höher wandern als die virtuelle Front und die R_f-Werte müßten auf diese bezogen werden. Die Vorbedampfung kann aus physikalischen Gründen die Auflösung selbst im R_f-Bereich 0.6–0.9 ganz verunmöglichen.

Es werden experimentelle Beweise für die Existenz der virtuellen Front gegeben: 1. Wenn eine Schicht, ohne Vorbedampfung, mit einem Fließmittel entwikkelt wird, das einen Farbstoff von R_f=1 enthält, sind Farbstoff- und Fließmittelfront identisch, während sich nach Vorbedampfung die Farbstoff-Front (virtuelle Front) unterhalb der Naß-/Trocken-Front befindet. 2. Nach Vorbedampfung mit¹⁴C-Ethanol und Entwicklung mit Ethanol, befindet sich mehr als 90% des vorbedampften Ethanols in der Flüssigkeitszone zwischen virtueller und sichtbarer Front.

Summary

In developing tanks where pre-adsorption of solvent vapours by the dry layer can occur prior to development, R_f-values decrease by 40% depending on the quantities adsorbed. This is due to the formation of a (normally invisible) virtual front below the visible front wet/dry: The rising solvent front (virtual front) “pushes up” the pre-adsorbed gas molecules ahead of itself and condenses them to the visible front. No sample molecule can move higher than the virtual front and R_f-values must be related to the latter. For physical reasons pre-adsorption can seriously compromise resolution even in the R_f-range of 0.6 to 0.9.

Experimental proofs for the virtual front are given: 1. When a layer, without pre-loading, is developed with a solvent containing a dissolved dye of R_f=1.0, solvent front and dye front are identical, whereas after pre-adsorption the colour front (= virtual front) is below the front wet/dry. 2. After pre-adsorption with¹⁴C-ethanol and development with unlabelled ethanol, over 90% of the pre-adsorbed ethanol is in the liquid zone between virtual and visible front.