ADDA | Domowa chromatografia czyli skąd liście mają kolory
670
post-template-default,single,single-post,postid-670,single-format-standard,ajax_fade,page_not_loaded,,select-theme-ver-3.2.2,wpb-js-composer js-comp-ver-4.12,vc_responsive

Domowa chromatografia czyli skąd liście mają kolory

Jesień już się powoli kończy, robi się szaro i coraz wcześniej się ściemnia. Kwiaty dawno już nie kwitną, a większość drzew pogubiła liście. Przypomnijmy sobie jeszcze nie tak dawne dni, kiedy drzewa oszałamiały kolorami.

 

Dlaczego liście drzew jesienią zmieniają kolory?

A dlaczego liście są zielone? Za zieleń liści odpowiada obecny w nich barwnik nazywany chlorofilem. Chlorofil jest niezbędny, aby rośliny mogły przetrwać, bo to dzięki niemu z wody i dwutlenku węgla, syntetyzują pokarm. Potrzebują jednak do tego światła. Proces ten nazywa się fotosyntezą.

Jesienią światła zaczyna brakować, ubywa go z dnia na dzień. Im mniej światła tym mniejsze możliwości do pozyskania pokarmu. Dlatego rośliny zaczynają przygotowywać się do zimy – stopniowo gubią liście i powoli przestają transportować wodę z korzeni (i transport produktów fotosyntezy także powoli zanika).

 

Jednak zanim liście opadną, najpierw znika z nich chlorofil. Można by się spodziewać, że bez chlorofilu liście będą bezbarwne albo szarawe. Na szczęście za sprawą innych barwników – karotenów, ksantofili i antocyjanów wcale tak nie jest – liście na jesieni przybierają piękne kolory i możemy podziwiać przysłowiową złotą polską jesień.

zlota-jesien

Fot. Marcin Moga flickr

Karoteny i ksantofile, razem ogólnie nazywane karotenoidami, występują w liściach także wtedy, kiedy są one jeszcze zielone. Karoteny i ksantofile mają żółto-pomarańczowy kolor, który jest niewidoczny póki w liściu jest mocno zielony chlorofil.. Dlatego widzimy je dopiero na jesieni, kiedy chlorofil zniknie. Dobrze widoczne karotenoidy często spotykasz w owocach i warzywach. To właśnie one powodują, że marchewka jest pomarańczowa a pomidor czerwony.

Liście niektórych drzew czerwienieją – dzięki obecności antocyjanów. Antocyjany najczęściej nie są obecne w liściach drzew przez cały rok – pojawiają się dopiero jesienią (teorie dlaczego tak się dzieje możesz znaleźć tu). Znasz je z kwiatów i  niektórych owoców. To one barwią liście czerwonej kapusty.

 

Aby sprawdzić na własną rękę czy w liściach są różne barwniki przeprowadź doświadczenie nazywane chromatografią. Chromatografia to metoda służąca do rozdzielania i badania składu mieszanin. Nazwa chromatografia pochodzi z języka greckiego: chroma = barwa + graphein = pisać. Istnieją różne sposoby prowadzenia chromatografii – najłatwiejszą do wykonania w domu jest chromatografia bibułowa.

Zatem do dzieła!

 

Eksperyment będzie podzielony na dwie części. Najpierw trzeba przygotować barwniki do rozdziału – czyli jakoś wydostać je z liści, w których są zamknięte. A dopiero w drugiej części doświadczenia można przeprowadzić rozdział barwników czyli właśnie chromatografię.

Część 1 – wyizolowanie (albo inaczej: wyekstrahowanie) wybranych związków.

W tym celu przygotuj liście – ja zebrałam na próbę trochę żółtych i trochę takich bordowych liści drzew. Przygotuj także zielone liście – do tego eksperymentu szczególnie nadają się liście pietruszki lub szpinaku, ja akurat miałam w lodówce pietruszkę. Jeśli chcesz możesz także spróbować  przeprowadzić ten eksperyment na buraku lub na czerwonej kapuście.

1

Fot. ADDA (Łucja).

chroma-1-200dpi

Fot. ADDA (Łucja).

 

 

 

Wybrane liście pokrój na drobne kawałki, buraka zetrzyj na tarce. W szklankach zalej liście etanolem (w przypadku buraka i czerwonej kapusty może to być gorąca woda) i wymieszaj. Etanol czyli alkohol etylowy to nic innego jak spirytus spożywczy – dostępny w zwykłym sklepie. Możesz także użyć izopropanolu – da się go kupić w sklepach budowlanych, malarskich, z elektroniką lub akcesoriami do paznokci.

 

 

Burak i kapusta zabarwią etanol właściwie natychmiast ale liście potrzebują trochę więcej czasu. Jeśli masz dużo czasu, to możesz zostawić swoją miksturę, żeby powoli nabrała koloru i tylko co jakiś czas pomieszać. Jeśli chcesz  przyspieszyć cały proces, podgrzej swoje próby. Dzięki temu twój etanol uzyska intensywne zabarwienie w paręnaście minut. Tylko uwaga! Etanol i izopropanol to substancje łatwopalne dlatego obchodź się z nimi ostrożnie w kuchni! Poproś o pomoc kogoś dorosłego! Przygotuj łaźnię wodną czyli garnek z niewielką ilością gorącej wody. Na dno garnka połóż ręcznik papierowy lub ściereczkę i na to postaw szklanki z liśćmi zanurzonymi w etanolu. Możesz na chwilę ustawić go na niewielkim gazie ale nie jest to konieczne. W paręnaście minut etanol powinien się zabarwić.

 

13

Fot. ADDA (Łucja).

 

Ok, nasz ekstrakt ma już intensywne kolory – ekstrakcja zakończona.

Część 2 czyli rozdzielanie zawiązków.

Do tej części doświadczenia będą Ci potrzebne nożyczki, wysoka szklanka, bibuła, spiancze biurowe (lub taśma klejąca) i długopis lub ołówek. W drugiej wersji eksperymentu, o którym za chwilę, dodatkowo przydadzą się różne markery wodoodporne.

 

 

 

 

W chromatografii bibułowej badane substancje (czyli nasze barwniki roślinne) wędrują przez bibułę. Przygotuj zatem paski bibuły –  możesz pociąć np. filtry do kawy, albo znaleźć jakąś inną, grubszą bibułę. Pasek bibuły powinien być tak długi, żeby sięgał prawie do dna twojej szklanki. Przymocuj go do długopisu lub ołówka, tak jak widać na zdjęciu. Jeśli nie masz takich spinaczy – nic straconego – równie dobrze sprawdzi się zwykła taśma klejąca.

1

Fot. ADDA (Łucja).

3

Fot. ADDA (Łucja).

4

Fot. ADDA (Łucja).

 

 

 

Teraz połóż ołówek na szklance. Pasek bibuły powinien kończyć się tuż nad dnem. Po odmierzeniu długości paska bibuły wyjmij całą konstrukcję ze szklanki i połóż obok.

Wlej do szklanki niewielką ilość płynu (ok 1 cm). Może to być etanol, może być także izopropanol lub aceton (czyli zmywacz do paznokci na bazie acetonu).

Teraz nałóż po kropli przygotowanych wcześniej ekstraktów na dół bibuły –ok. 1,5 – 2 cm od dolnej krawędzi. I wstaw bibułę do szklanki. Postaraj się zachować spory odstęp między kroplami (albo po prostu wytnij wąskie paski bibuły, każdy na jedną kroplę). Po paru minutach zobaczysz, że bibuła nasiąka, a jednocześnie barwniki wędrują do góry.

W tym eksperymencie bibuła jest tzw. fazą stacjonarną – czyli złożem, przez które badane związki wędrują. To, co wlejemy na dół szklanki jest tzw. fazą ruchomą. Bibuła nie jest idealnie równą i litą powierzchnią. Ma w sobie dziurki i kanaliki –  przyjrzyj się dokładnie jej powierzchni, a zobaczysz górki i dołki. Dzięki nim płyn, który jest fazą ruchomą, wsiąka w bibułę – dzieje się tak dzięki siłom kapilarnym, o których możesz przeczytać tu. W miarę przenikania płynu przez bibułę, barwniki także przemieszczają się do góry. Barwniki różnią się od siebie. Różna jest ich budowa chemiczna np. jedne są większe, a inne mniejsze. W związku z tym wędrują z różną prędkością. Można sobie to wyobrazić tak, że przeciskają się przez te kanaliki w bibule – jeśli barwnik jest mały to łatwo mu się przecisnąć więc wędruje szybko a im jest większy, tym bardziej utyka w cienkich kanalikach i wąskich dziurkach, więc wędruje wolniej.

Dlatego po jakimś czasie można zauważyć, że z jednej plamy koloru na dole bibuły zrobiły się dwie albo więcej.

 

chromatografia-1-200-dpi

Fot. ADDA (Łucja).

 

 

 

 

 

 

 

 

Zobacz obok jak mi udało się rozdzielić niektóre związki. Na zdjęciu z lewej strony jest rozdzielony zielony ekstrakt z pietruszki. Widać wyraźnie, że na górę powędrował żółty barwnik – to właśnie obecne w liściach karotenoidy.  Niżej jest zielony barwnik, czyli chlorofil. Co prawda, jeszcze niżej jest znowu trochę żółtawego koloru ale nie wiem skąd tam się wziął – jest szansa, że zabrudziłam trochę mój alkohol. Na zdjęciu z prawej strony jest ekstrakt z buraka. Ta duża różowa plama to obecna w buraku w dużej ilości betanina. To ona nadaje mu buraczkowy kolor. Ale oprócz betaniny w buraku występują też inne barwniki, nazywane betaksantynami. Betaksantyny są żółte i to właśnie widać powyżej różowej plamy z betaniny (choć może nie tak dobrze jak w przypadku ekstraktu z pietruszki).

8

Fot. ADDA (Łucja).

 

Nie do końca byłam zachwycona tym jak rozdzielił się chlorofil na bibule z filtrów od kawy, więc wypróbowałam inną bibułę. Tym razem widać bardzo dobrze:  wyraźną żółtą plamę karotenoidów na górze, a poniżej zielony chlorofil. Niestety barwniki z jesiennych liści wyszły tak blado, że nie widać ich na zdjęciach. Być może na twojej bibule uda ci się wypatrzyć żółtą plamę wędrującą do góry – czyli właśnie karotenoidy. Antocyjany powinny zostać w postaci czerwonej/burej plamy na dole.

 

Rozdzielanie barwników roślinnych może wychodzić różnie w zależności od tego, czego użyje się jako fazy ruchomej, od tego jak dobrze wyjdzie ekstrakcja a także od użytej bibuły.

Chromatografię można też przeprowadzić wykorzystując do tego wodoodporne markery. Całe doświadczenie przygotowałam tak samo jak poprzednio, tylko na dole bibuły zrobiłam kropki różnymi markerami. Wybrałam trzy czarne i jeden granatowy. Może wydaje Ci się, że to nic ciekawego… same czarne – co w tym ładnego?

5

Fot. ADDA (Łucja).

A spójrz co wyszło:

7

Fot. ADDA (Łucja).

 

 

Okazuje się, że producenci markerów używają różnych barwników, które w sumie dają czarny kolor – najlepiej widać to w przypadku pierwszego markera z lewej – z czarnego rozdzieliły się kolory zielony i niebieski. W pozostałych czarnych markerach widać fioletowy barwnik.

Na koniec zobacz jak rozdzieliły się , tym razem na bibule z filtra do kawy, różne granatowe markery i jeszcze jeden czarny (w środku):

6

Fot. ADDA (Łucja).

1 Comment
  • […] poprzednim poście pisałam o chromatografii – metodzie rozdzielania różnych substancji. Poczytaj i poeksperymentuj tutaj. I wtedy do głowy przyszedł mi pomysł na chromatograficzną wersję tradycyjnego łańcucha […]

Post a Comment