A színes papírlapok titka - kromatográfia otthoni használatra - Keinstein doboza
A múlt héten itt olvashatta, miért tűnik sok szövet színesnek, és miért látjuk színesnek világunkat. De most az őszi színek még csodálatosabbak, mint általában: A fák és bokrok levelei, amelyek nyáron zöldek, sárga, narancssárga és piros színűek: megváltoztatják a színüket!
Az anyagok színesnek tűnnek, mivel elektronjaik nagyon meghatározott hullámhosszúsággal nyelik el a fényt, és átmenetileg át tudnak váltani egy másik elérhető energiaszintre - az atom sokemeletes magasabb szintjére. Ha egy tárgy színe megváltozik, az azt jelenti, hogy vagy a benne lévő színes anyag megváltozik (és ezáltal az atomi sokemeletes padlók közötti távolság), vagy hogy az objektum több színes anyagot tartalmaz, amelyek keverési aránya megváltozik.
Az itt leírt kísérlet segítségével bebizonyíthatja, hogy a növények levelei több színezéket tartalmaznak. Ez a kísérlet biztonságosan elvégezhető otthon, ha betartja az ebben a cikkben és a vegyszeres edényeken található utasításokat és biztonsági utasításokat. A gyerekek csak felnőtt felügyelete mellett kísérleteznek! Keinstein doboza nem vállal felelősséget a megvalósítás következtében bekövetkezett károkért, különösen akkor, ha az utasításokat nem tartják be.
A zöld levelek klorofillot tartalmaznak, egy zöld vagy kék-zöld anyagot, amely a fotoszintézis során az elnyelt fényhullámok energiáját kémiai energiává alakítja. Ezt az energiát aztán át kell adni más molekuláknak. Ezt más, szintén színezett anyagok teszik: a karotinoidok kémiailag rokonok az A-vitaminnal (béta-karotin), és ehhez hasonlóan sárga, narancssárga vagy vörös-barna színűek. Egy friss levélben azonban a karotinoidokat elfedik vagy klorofillal keverik össze, így a legtöbb levél nyáron zöldellőnek tűnik.
Ősszel azonban sok növény leállítja fotoszintézisét és téli szünetet tart. A levelekben a felesleges klorofill lebomlik, míg a karotinoidok hosszabb ideig maradnak a levelekben. Klorofill borítás vagy keverék nélkül a karotinoidok ma fenntartás nélkül sárga, narancssárga és vörös színűek.
Az egyes színezékek akkor válnak láthatóvá, amikor elválasztja őket
Annak érdekében, hogy a levelek színkeverékében láthassuk és megkülönböztessük az egyes színezékeket, el kell választanunk őket egymástól. Az anyagok szétválasztása érdekében a vegyészek sokféle stratégiát dolgoztak ki, amelyekkel a különböző anyagok különböző tulajdonságait használják. Azoknál a színezékeknél, amelyeket pusztán nézéssel tudunk megkülönböztetni, elegendő különböző helyekre rendezni őket, ahol külön-külön is megnézhetjük őket.
Ennek megfelelő stratégiáját kromatográfiának nevezzük: A festékkeveréket oldószerrel összekeverjük (más néven mozgó vagy mozgó fázis), és hagyjuk átfolyni egyfajta folyómederen (más néven álló vagy álló fázisnak). A színezékek flotsamként viselkednek a folyóban: jellegüktől függően különböző mértékben ragaszkodnak a folyó fenekéhez és partjaihoz (vagyis a mederhez), és egy adott időben másképp haladnak. A különböző típusú úszó törmelék (vagy színezék) ezután külön-külön megtekinthető a meder különböző szakaszain.
A levélpigmentek szétválasztásához elegendő egy papírcsík, mint állófázis, amelyet egy mézesedénybe vagy hasonlóba függesztenek, amely elválasztókamrának szolgál. Aceton és benzin keveréke használható áramlási ágensként, amely a festékkel együtt képezi a mozgófázist.
Előkészítés kísérlethez: levélpigmentek elválasztása papírkromatográfiával
Fontos! A próbálkozás megkezdése előtt olvassa végig az alábbi utasításokat! Fontos információkat tartalmaz a potenciálisan veszélyes anyagokról és a hulladék helyes ártalmatlanításáról!
A papírkromatográfiához a levélfestékek elválasztásához szüksége van:
- zöld (ősszel sárga és/vagy piros) növényi levelek (pl. juharlevelek)
- Rajzfüzet
- Aceton (oldószer, amelyet beszerezhet egy boltban egy festő készletében)
- Kőolajszesz (a gyógyszertárból vagy gyógyszertárból)
- Mozsár és zúzó
vagy egy kicsi, masszív üveg vagy kerámia tál és egy eszköz a dörömböléshez (ha egyszerre több festékkeveréket akar szétválasztani, akkor minden keverékhez külön habarcsot ajánlok) - tiszta homok (késhegy festékkeverékenként)
- egy üres, tiszta méz- vagy lekváredény, fedéllel és a lehető lapos aljjal
- Két Pasteur-pipetta vagy egyéb adagoló segédeszköz kis mennyiségű folyadékhoz (pl. Orrcsepp-pipetta a gyógyszertárból)
- Csapok fejjel
- Olló, ceruza
- Megfelelő hely a kísérletezéshez:
Az aceton és a benzin nagyon illékony és nem szabad szükségtelenül belélegezni! Ezért szabadban vagy jól szellőző helyiségben dolgozzon letörölhető, oldószerálló felületen (ne legyen műanyag!). A kísérleti állomáson és különösen kísérletezés közben nem lehet enni, inni vagy dohányozni! A benzin és az aceton és azok gőzei nagyon tűzveszélyesek! Győződjön meg arról, hogy a vegyszeres palackok lehetőség szerint zárva vannak-e. Mivel a színezékek nagyon fényérzékenyek, képesnek kell lennie arra is, hogy gyorsan és gyenge fényben dolgozzon (semmilyen körülmények között ne legyen közvetlen napfény). - Védőszemüveg viselését is ajánlom:
Az oldószerek irritálhatják a szemet. Ha a folyadékok szembe kerülnek, alaposan mossa le (10 percig!). Ezután, ha kétségei vannak, forduljon szemészhez. Viszont védőszemüveg használata esetén nem valószínű, hogy oldószeres fröccsenés kerülne a szemébe.
Így készülsz fel a kísérletre
A kísérletre való felkészüléshez (nem kell sietnie vagy megvédenie magát a fénytől) vágjon egy vízszintes 3–5 cm széles csíkot egy rajzlapról (A4), és függőlegesen helyezze be a nyitott mézes edénybe, amíg az a padlóhoz nem ér. Jelölje meg az üveg szélének magasságát a csíkon, és hajtsa körülbelül 1 mm-rel a jel alatt. Vágja le az „üveg felett” lévő területet középen függőlegesen a hajtásig, hogy az egyik fél szalagot előre, a másikat hátra hajthassa. Ha most újból felakasztja a papírcsíkot az üvegbe úgy, hogy a két félcsík a szélén fekszik, az osztatlan csíknak függőlegesen és egyenesen kell lógnia, és közvetlenül az üvegfenék felett kell végződnie. Ez a mi álló szakaszunk.
Először vegye ki ismét a papírcsíkot az üvegből. Ezután töltsön az üvegbe 8 ml (vagy 8 jól töltött pipettát) lakkbanzinet és 2 ml (2 jól töltött pipettát) acetont. Ha az üveg alját nem fedi le teljesen, adjon hozzá még egy kis benzint és acetont 4: 1 arányban. Csavarja be az edény fedelét, hogy megakadályozza az oldószer füstjének szagát (érezni fogja).
Hogyan lehet elérni a színezést a levelekből
Mostantól meg kell védenie kísérleti állomását a közvetlen napfénytől vagy a megvilágítástól, és képesnek kell lennie arra, hogy hosszú megszakítások nélkül dolgozzon.
Tegyen egy csipet homokot egy habarcsba. Vágjon egy zöld (vagy sárga vagy piros) juharlevelet apró darabokra (3–5 mm-enként levágom a levelet, majd arra merőlegesen, hogy egy doboz alakjában kis négyzetek vagy téglalapok keletkezzenek), és a töredékeket a habarcsba teszem. Csak annyi acetont adjon hozzá, hogy a folyadék látható maradjon a habarcsban - az eszpresszó pohár habarcsomban egy, legfeljebb két orrcsepp pipetta volt.
Az acetont és a benzint egy speciális hulladékgyűjtő helyen kell elhelyezni! A lehető legkisebb mennyiségek felhasználásával, amelyek ideális esetben rövid idő alatt elpárolognak, elkerülhető a felesleges pazarlás, és ideális esetben a gyűjtőhelyre kerülés!
Homok és aceton segítségével néhány percig alaposan őrölje meg a levéltöredékeket (ha az aceton elpárolog, csak adjon még néhány cseppet), amíg az aceton mélyzöldre (vagy sárgára vagy pirosra) vált. Ennek az oldatnak a lehető legtöbb festéket kell tartalmaznia a lehető legkevesebb acetonban. Az acetonfelesleg egyszerűen elpárologhat (védje a tartályt a fénytől!).
Hogyan kezdjük el a kromatográfiát
Mozgassa félre a levéltöredékeket, és kissé döntse meg a habarcsot a festékoldattal, hogy láthassa a folyadékot a homok felett. Mártson be egy tűfejet az oldatba, és foltozza meg a folyadékot a papírcsík alján. A színfoltnak később a pohárban kell maradnia a folyadék szintje felett! Ezért a tampont kb. 1 cm-rel a csík alsó széle fölé erősítettem.
Hagyja, hogy az első tampon rövid ideig megszáradjon, majd ugyanazon a helyen fújjon további oldatot. Ismételje meg az alkalmazást, amíg a színfoltok jól láthatóak és intenzívek. Ezután csavarja le a mézes edényt, és akassza vissza a csíkot úgy, hogy a vége a belsejében lévő folyadékba merüljön. Helyezze vissza a fedelet az üvegnyílás tetejére fejjel lefelé, hogy megakadályozza az oldószergőzök kiszivárgását. Ha lehetséges, hagyja abba az üveg mozgatását.
Hogyan biztosíthatja a teszt eredményeit
A folyadék alulról felfelé vándorol a benne elmerült papírcsíkba - először nagyon gyorsan, később egyre lassabban. Ennek során a különböző színezékeket különböző mértékben mossa meg vele. Hagyja a kísérletet körülbelül 15 percig futni, legfeljebb addig, amíg a folyadék majdnem el nem éri a hajtást, mielőtt kivenné a papírcsíkot az üvegből, és ezzel leállítaná az áramlást. Ezután csavarja vissza az üveget.
Figyelje a színek eloszlását, miközben rövid ideig száradni hagyja a csíkot (az oldószerek nagyon gyorsan elpárolognak, így a papírnak pillanatok alatt száraznak kell lennie). Jelölje meg a színes szalagokat ceruzával, és írjon rájuk. Mivel a színezékek a fényben még gyorsan lebomlanak, a jelölések referenciaként szolgálhatnak a későbbi kísérletekhez. Ha fotózni szeretne, akkor a legjobb, ha a kísérlet után azonnal megteszi, mindaddig, amíg a színek még mindig a legtisztábbak. A száraz csík tárolható egy könyv oldala között vagy egy fénytől védett, zárt dobozban is.
Miután elválasztotta a színezékeket egy zöld levéltől, alulról felfelé kell látnia a következő sávokat:
- Kiindulópont: Egyes szövetek egyáltalán nem vándorolnak vagy vándorolnak, így az eredeti folt, most már sárgásszürke, továbbra is látható
- sárga-zöld: klorofill B: A klorofill ezen változata a papírban a leglassabban vándorol.
- kék-zöld: klorofill A: a klorofill ezen változata kissé gyorsabban vándorol, mint a B klorofill.
- sárga: lutein (xantofill): Ez egy sárga-narancssárga karotin festék, amely pl. a tojássárgáját is sárgára színezi.
- narancssárga: egyes más karotinoidok még gyorsabban és így tovább vándorolnak, mint a lutein.
A sárga levelek színfoltjai már nem tartalmaznak látható klorofillokat, ezért hiányoznak ezekből az A és B klorofill szalagjai. A vörös levelek sárga karotinoidokat is tartalmaznak. A vörös színezékek kevésbé oldódnak acetonban és nem mozognak láthatóan a leírt kísérlet kiindulópontjától.
A jobb összehasonlítás érdekében számos színkeveréket lehet megvizsgálni egymás mellett egy széles papírcsíkon.
A kromatográfia további kísérletei
A különböző növényfajok levelei ugyanazt a színt tartalmazzák? A vörös vagy sárga ételek (pl. Zöldségek, gyümölcsök, paprikás fűszerek) is tartalmaznak karotinoidokat? Mit szólnál sárga és piros szirmokhoz?
Egyszerűen folytathatja ezeket a kérdéseket további kísérletekkel e leírás szerint. Lehet, hogy többre gondol?
A hulladék ártalmatlanítása
Kísérletezés után szorosan csavarja be a mézesedényt, hogy megmaradjon az oldószer többi része a későbbi kísérletekhez. Hagyja a habarcsot őrölt levelekkel kint (az erkélyen vagy a teraszon) egy éjszakán át, amíg a maradék oldószer elpárolog. Ezután a megmaradt leveleket és homokot kidobhatja a szemetesbe. Az elpárolgatlan oldószer maradványokat egy speciális hulladékgyűjtő helyre kell vinni. Ehhez töltsön be egy üvegből vagy polietilénből (PE) vagy polipropilénből (PP) készült, jól lezárható palackba (más műanyagokat feloldhat acetonnal!) És tárolja fénytől és hőtől távol, amíg el nem tudja vinni a hulladékgyűjtő helyre.
Következtetés
A zöld juharlevelek kétféle klorofillt tartalmaznak, a karotin festék luteint és más karotinoidokat. Ősszel a klorofillok gyorsan lebomlanak, a karotinoidok sokkal lassabban, így a levelek megsárgulnak, később pedig vöröslenek. Aceton/benzin papírkromatográfiával a klorofillok és a karotinoidok rövid idő alatt elválaszthatók.
És melyik növénytípusok színezékeit választotta el?
Másolta a kísérletet:
Ha valami nem működött, vagy csak részben működött, írja meg a megjegyzésekbe. Örömmel segítek a hibaelhárításban!