Papierová chromatografia

Júnový pokus v sebe ukrýva fyziku, chémiu aj biológiu a jeho veľkou výhodou je farebnosť. Slovo chromatografia pochádza z gréckeho slova chroma, čo znamená farba. Táto metóda pomáha vedcom napríklad oddeliť jednotlivé zložky rastlinných farbív.

Videonávod tohto pokusu, ako aj všetkých predchádzajúcich, nájdete na stránke video.matfyzjein.sk/experimenty.

Pomôcky

Bežné farebné vodou riediteľné fixky, filtračný alebo akýkoľvek nasiakavý papier – napríklad hygienické vreckovky, miska s vodou

Postup

Ideálny je čo najrovnejší papier, to znamená bez skladov a nerovností. Papier si nastriháme na pásiky a na spodný okraj nakreslíme fixkami kruh s polomerom aspoň pol centimetra. Koniec papiera ponoríme do vody tak, aby sme nenamočili farebný kruh. Vodu necháme vzlínať smerom hore. Počkáme, kým voda nebude až na hornom okraji papiera.

Alternatíva

Ak máme kruhový filtračný papier, môžeme si ľahko vyrobiť farebné kvety. Stred papiera nastriháme do kvetu a takto vzniknuté hroty ponoríme napríklad do vrchnáka od PET fľaše. Prípadne môžeme do vzniknutého otvoru zrolovať rúrku filtračného papiera a tú potom ponoriť do vody.
Na pokus sa dajú použiť aj klasické biele kriedy, ktoré nahradia papier. Na spodok kriedy asi 1 cm od okraja nakreslíme fixkou pásik. Kriedu potom postavíme do vody tak, aby bola ponorená iba kúsok pod pásikom. Jav bude mať podobný priebeh ako na papieri. Nevýhodou kriedy je, že pri schnutí tieto farebné pigmenty vsaje aj do svojho vnútra, a teda suchá nebude taká efektná ako papier.

Pozorovanie

Už počas stúpania vody môžeme pozorovať pekné javy. Na mieste pôvodného farebného kruhu často nezostane ani stopa. Počas vzlínania nahor niektoré farby vzlínajú rýchlejšie, a tak vystúpia vyššie ako ostatné. Najzaujímavejšie sú spravidla tmavé farby ako zelená, hnedá či čierna. Tmavá zelená v sebe obsahuje napríklad žltú, modrú a aj inú zelenú farbu. Zloženie pigmentov jednotlivých farieb závisí od výrobcu, preto sa vám môžu ukázať iné farby než v našom experimente. Pravidlom je, že čierna farba je zmiešavaná z najväčšieho počtu pigmentov, a preto býva aj najefektnejšia.

Vysvetlenie

Jav, ktorý sme na papierikoch pozorovali, sa nazýva chromatografia. Je to fyzikálno-chemický proces, pri ktorom prenosným médiom, v našom prípade vodou, oddeľujeme jednotlivé zložky zmesi na základe ich rozdielnej rýchlosti pohybu v nepohyblivej zložke, teda v papieri. Inak povedané, každá farba, ktorá je zložená z rôznych pigmentov, sa nám na základe rozdielnych fyzikálnych vlastností pomocou tohto procesu rozdelí na jednotlivé pigmenty. Sú to práve tmavé farby, ktoré výrobcovia namiešavajú z viacerých pigmentov, preto sú pre náš pokus najzaujímavejšie.

Teória

Papierová chromatografia je analytická metóda používaná na separáciu a identifikáciu zložiek kvapalných zmesí a roztokov. Vďaka svojej jednoduchej realizácii patrí k najčastejšie používaným chromatografickým technikám. Pri papierovej chromatografii sa kladie veľký dôraz na čistotu mobilnej fázy a homogénnu štruktúru papiera. Niekedy je možné namiesto chromatografického papiera použiť obyčajný filtračný papier.
Mobilná fáza prostredníctvom kapilárnych síl postupne vzlína po papieri, na ktorom sú v jednej línii (tzv. štart) nanesené pomocou kapiláry separované zmesi a štandardy (t. j. zložky, ktoré v zmesi očakávame). Jednotlivé zložky zmesi sú rôzne rozpustné vo vode absorbovanej na papieri a v mobilnej fáze, preto sú mobilnou fázou unášané rozličnou rýchlosťou. Po určitom čase sa škvrna nanesenej zmesi rozdelí na viacero škvŕn v rozdielnej vzdialenosti od štartu. Ten nie je nikdy ponorený v mobilnej fáze.

PaedDr. Soňa Gažáková, PhD.
Foto Stanislav Griguš
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Svoje realizácie experimentov môžete posielať na adresu sona.gazakova@fmph.uniba.sk.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 6/2022. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.
Komentáre