Extrakcia a separácia listových farbív

Vzdelávacia oblasť: LÁTKY A ICH VLASTNOSTI
Tematický celok: ZMESI A CHEMICKY ČISTÉ LÁTKY
Téma: CHROMATOGRAFIA

Akú farbu má list kríčka či nechtíka lekárskeho z dažďovej záhradky pred školou? A čo tráva či list púpavy z divokého kúta školskej záhrady, alebo drobné listy agátu, ktorý rastie pri plote? Otázka pre škôlkara, čo sa práve učí farby – veď predsa zelenú, zelenú… to neviete? Všetko je zelené… alebo keď prichádza jeseň, tak zase žltú … Áno, aj to je správna odpoveď a to i z fyzikálneho pohľadu – lom svetla a videnie farieb… ale pre chemika nie jednoznačná odpoveď. V rastlinách a teda aj v ich listoch sa nachádzajú rôzne pigmenty (chlorofyly, karotenoidy, fykobilíny). Pigmenty sú látky, ktoré okrem špeciálnej funkcie (ako napr. chlorofyl – potrebný k fotosyntéze), dávajú rastline aj jej špecifické sfarbenie (prevažnú časť roka zelené). Týchto pigmentov je v jednom liste niekoľko, aj keď navonok môžeš o liste určite povedať, že je zelený. Lenže tieto pigmenty nie sú len tak viditeľné. „Pozri“ sa na ne pomocou špeciálnej separačnej metódy – chromatografie (jednoduchší experiment s chromatografiou si si už mohol vyskúšať v lekcii Chromatografia). Pomocou chromatografie na TLC doštičke sa Kremíkom podarilo z listu oddeliť okolo 10 i viac rôznych pigmentov – zelené, žlté, oranžové. Kremíci skúmali niekoľko rôznych rastlín zo školskej záhrady a porovnávali pigmenty obsiahnuté v zelených listoch a v listoch zožltnutých – jesenných. Zistili, že zožltnuté a suché listy majú farbiva menej a nie tak sýteho, ako listy zelené, niektorým zožltnutým listom zelené farbivo úplne chýbalo. Chlorofyly – zelené farbivá, sa na zimu rozkladajú, chloroplasty odumierajú – učíš sa na biológii. Pomocou chromatografie si to môžeš potvrdiť. No a akú farbu má teda zelený či žltý list? Pre chemika je určite mnohofarebný 🙂 Stačí spraviť chromatogram.

TLC znamená tenkovrstvá chromatografia (Thin Layer Chromatography). Stacionárnou fázou je tenká vrstva adsorbentu (napr. oxid kremičitý), ktorá je nanesená na platničke (hliníkovej, sklenej alebo z plastu). Pomocou TLC môžeš rozdeliť zmes zlúčenín na základe ich rôznej afinity k povrchu adsorbentu a rôznej rozpustnosti v zmesi organických rozpúšťadiel (mobilná/pohyblivá fáza).

Pomôcky:

trecia miska, filtračná aparatúra, kadička, sklená tyčinka, malá banka, pipeta, elektrická platnička, nádoba na vodný kúpeľ, držiak na banku, rukavice

Chemikálie:

uhličitan vápenatý, jemný piesok, acetón, destilovaná voda, isopropanol, lekárenský benzín, listy a kvety rastlín

Postup: 

1. Približne 2 g listov rozotri v trecej miske s malým množstvom jemného piesku, uhličitanom vápenatým a niekoľkými ml acetónu.
2. Zmes prefiltruj cez hladký papierový filter namočený v acetóne do malej banky.
3. Filtračný koláč premy 10 ml acetónu.
4. Filtrát odpar vo vodnom kúpeli do sucha.
5. Odparok rozpusti v niekoľkých ml acetónu.
6. Vzorku nanes na TLC doštičku pipetou na štartovaciu čiaru v podobe malých bodiek.
7. TLC platničku so vzorkou vlož do vyvíjacej zmesi, nádobu uzavri a nechaj vyvíjať.
8. Chromatogram po vyvinutí vyber a nechaj vysušiť.

Chromatogramy pripravené žiakmi z chemického krúžku Kremík – porovnanie zelených a farebných/suchých listov rôznych rastlín

TIPY:

• 2 g listov je minimálne množstvo na vytvorenie extraktu. Môžeš pokojne spracovať aj väčšie množstvo – extrakt bude silnejší a následne chromatogram výraznejší.
• Malá banka so širším hrdlom je vhodnejšia, pretože acetón sa z nej skôr vyparí.
• Pracuješ s acetónom, veľmi prchavou a dráždivou chemickou látkou. Preto pracuj s použitím ochranných prostriedkov a v digestore.
• Ako nádobu na vyvíjanie môžeš použiť aj veľkú kadičku prípadne zavárací pohár.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

1. Pokús sa vysvetliť, prečo chemik nemôže jednoznačne povedať, že list je zelený.
2. Vysvetli, akou metódou si získal zmes farbív z listu rastliny.
3. Uveď aké rozpúšťadlo si použil na extrakciu farbív z listu rastliny.
4. Opíš ako, akým spôsobom zistíš, aké farbivá obsahuje zelený list.
5. Uveď čo znamená TLC
6. Opíš stacionárnu a pohyblivú fázu chromatografie na tenkej vrstve.
7. Popremýšľaj, prečo sú listy počas roka zelené a na jeseň žltnú až hnednú.
8. Vieš dokázať, že jesenné listy už skutočne neobsahujú zelený chlorofyl? Uveď akým spôsobom.
9. Okrem extrakcie a chromatografie si v experimente použil ešte jednu metódu oddeľovania zložiek zmesi. Uveď ktorá to bola.
10. Uveď čo sa nachádza po ukončení filtrácie na filtračnom papieri.
11. Uveď ako sa nazýva kvapalina, ktorá počas filtrácie pretiekla cez filtračný materiál do zbernej nádoby (kadičky, banky).