Transcript sid 1/4 Målgrupp: Arbetet är utformad för gymnasieelever och är ett

sid 1/4
Separation av växters färgämnen med hjälp av tunnskiktskromatografi
Instruktioner för läraren
Målgrupp: Arbetet är utformad för gymnasieelever och är ett passligt arbete i samband med
undervisningen av separations och detektions metoder. I arbetets teori kommer begreppen
polaritet och opolär bra fram och arbetet ger en mening för lärandet av dessa. Arbetet lämpar sig
även för elever i årskurs 7-9. I detta fall låter man polaritetsbegreppet falla lite i bakgrunden och
man sätter focusen på att säga att färgämnenas separation bygger på de olika ämnenas förmågor
att greppa ytan på tunnskiktet.
Tid: ca 1-1 ½ h med teorin. Teorin kan tas lämpligt upp då man måste vänta under arbetets gång.
Motivation: växtfärger är intressanta och nära elevernas vardag, är arbetet mycket belysande och
ställa frågor om de olika växtfärger.
Animering: Till detta arbete finns även en animeringen som illustrerar luteinets och
betakarotenets rörelse på TLC-plattans ytan. Rörelsen baserar sig på molekylernas polaritet som
förorsakar en form av "bromsning".
Källa: Johannes Pernaa, Pro Gradu, Hyönteisten kemiaa lukion kemian opetuksessa sid 2/4
Separation av växters färgämnen med hjälp av tunnskiktskromatografi
Instruktioner för läraren
Identifiering och separering av växters färgämnen
med hjälp av tunnskiktskromatografi
Separation och identifiering av färgämnen i växternas blad med hjälp av
tunnskiktskromatografi
INLEDNING
Färgernas mångsidighet har alltid fashinerat naturvetare, men först i början av 1900-talet började
man förstå pigmentens kemi. Orsaken till detta var olämpliga laboratorieredskap och metoder.
Pigment förekommer i så små mängder i naturliga material att det varit svårt att få dem isolerade
och även om isoleringen hade lyckats hade man inte kunnat analysera tillräckligt noggrant de rena
proverna med den tidens metoder. Först kromatografins utvecklig gav verktyg för analysering och
bearbetning av pigment i laboratorier.
Växter innehåller både fett och vattenlösliga pigment. Fettlösliga pigment är karotenoider.
Karotenoider kan delas in i karoten och xantofyller. Karotener (figur 1) och xantofyller är båda
strukturellt likartade, stora isoprenkolveten, men xantofyllernas strukturer innehåller syre (fig. 2).
Karotener och xantofyller är mestadels gula pigment, beta-karoten är orange-gul och xantofyllen
lutein är gul, men de framstår ofta som gröna i växter.
Figur 1. beta-karotenets struktur
Figur 2. Luteinets struktur.
Separering av färger med tunnskiktskromatografi baserar sig på skillnader i molekylernas
polariteter, vilket gör att de rör sig på tunnskiktet med olika hastigheter.
Tunnskiktskromatografiplattan består av en polär silikagel, varpå polära molekyler rör sig
långsammare än längs plattans yta opolära. Beta-karoten rör sig snabbare på tunnskikstplattans
yta och stiger därmed högre upp på plattan än luteinet, detta på grund av luteinets hydroxylgrupper
gör det mera polärt än beta-karoteinet.
Källa: Johannes Pernaa, Pro Gradu, Hyönteisten kemiaa lukion kemian opetuksessa sid 3/4
Separation av växters färgämnen med hjälp av tunnskiktskromatografi
Instruktioner för läraren
UTRUSTNING OCH REAGENSER
- Aceton
- N-hexan
- Dietyleter
- Tre olika växtblad (Figur 3)
- Tunnskiktskromatografi plattan och ajoastia
- Den mätcylindern 25 ml
- Filtrerpapper
- En tratt
- Mortel
- Petriskål
Figur 3: Växtblad
Beredning av provet
1. Mortling av växtmaterial (20-30 min)
Bearbetningen av proverna måste de skyddas från ljus så mycket som möjligt för att förhindra
nedbrytningen av karotenoider. Väg ca 2 g växtblad, klipp dem med sax, lägg dem i en mortel och
mal (figur 4) i 12 ml 100% aceton. Om aceton avdunstar under finfördelningen, kan du lägga lite
till.
2. Filtrering (10 min), använd en tratt och filter-papper. Häll det homogena flitratet i petriskålar.
SÄKERHET:
Innan du börjar arbeta, kom ihåg att du
måste använda: laboratorierock,
skyddsglasögon och skyddshandskar.
Långt hår rekommenderas att läggas upp,
och helst någon form av knut.
Figur 4: Mortling
De reagenser som används i detta arbete
är lättflyktiga och lättantändliga, så de
måste hanteras i dragskåp. Se till att
dragskåpet är på (att luftkonditionering
fungerar, samt håll lamporna gärna
släckta)! Försök arbeta med glaset så lågt
som möjligt, men så att du inte måste sitta
på huk. Försöka arbeta lugnt, utan
brådska.
Om du råkar i en olycka skulle, om något
faller i dragskåpet eller på dig själv, håll dig
lugn och be läraren komma på platsen.
Källa: Johannes Pernaa, Pro Gradu, Hyönteisten kemiaa lukion kemian opetuksessa sid 4/4
Separation av växters färgämnen med hjälp av tunnskiktskromatografi
Instruktioner för läraren
Tunnskiktskromatografi
Karotenoider isoleras från provet genom tunnskiktskromatografi (fig 5). Elueringskammare +
elueringsmedel tillverkas av två par 1st, som båda använder, eftersom i samma elueringskammare
kan köras flera flikar samtidigt. Framställ elueringsmedlet genom att blanda n-hexan och dietyleter
i elueringskammaren med förhållandet 3:7, så att kammaren fylls 0,5 cm upp från bottnet. Låt den
mobila fasen förgasas i kärlet i 5 minuter. Tunnskikstskromatografiplattorna får du av läraren. Gör
ett litet märke med en mjuk blyertspenna 1 cm från nedre kanten och ett sträck 0,5 cm från övre
kanten på tunnskiktsplattan. Skriv parets initialer på övre kanten av tunnskiktsplattan. Doppa den
nedre ändann av plattan i provet och låt den absorbera ända till 1 cm märket, upprepa
impregneringen fem gånger. Kör provet och låt lösningsmedlets gräns stiga till cirka 0,5 cm från
den övre kanten av plattan. Låta plattan torka då provet är kört. Rita och namnge zonerna.
Lösningsmedlet och körförhållanden påverkar karotenoidernas separering. Oberoende av
lösningsmedlet och kromatografin separeras karotenoiderna i följande ordning.
Eluetionsmedlen är lättflyktiga
kemikalier som är farliga för
luftvägarna, vilket är varför vi
använder dragskåp i arbetet. Se till
att dragskåpen är på och försök att
arbeta med glaset så lågt som
möjligt. Arbeta försiktigt och lugnt.
Figur 5.
Tunnskiktskromatografi
betakaroten (orange eller
gul)
feofytin (grågrön)
klorofyll a (blå-grön eller
olivgrön)
klorofyll b (grön eller grå
ljust grön)
violaxantin, och
neoxantan
kryproxantan (gul)
zeaxantin (brun gul)
lutein (gul)
Figur 7. Rita in i rutorna plattorna 1, 2 och 3 och jämför dem med varandra.
Källa: Johannes Pernaa, Pro Gradu, Hyönteisten kemiaa lukion kemian opetuksessa