Zielony liść wcale nie jest tylko zielony. Jeśli rozetrzesz go na pasku bibuły i zanurzysz w odrobinie spirytusu, po kilku minutach zobaczysz, że kryje w sobie żółty, pomarańczowy, a czasem nawet czerwonawy kolor. Do tego sztuczki nie trzeba żadnego laboratorium — wystarczą rzeczy, które są w prawie każdym domu.

Co nam będzie potrzebne?

  • kilka świeżych zielonych liści (najlepiej szpinak, liście trawy albo liście pokrzywy)
  • pasek bibuły filtracyjnej lub biały filtr do kawy pocięty na paski (ok. 2 cm szerokości, 12–15 cm długości)
  • moneta (np. 5-złotówka) lub tylna, gładka strona łyżeczki
  • mały słoik lub szklanka
  • spirytus (alkohol izopropylowy albo denaturat) — ok. 2–3 cm na dnie naczynia
  • ołówek lub patyczek do szaszłyków, na którym zawiesimy bibułę
  • taśma klejąca lub spinacz

⚠️ Uwaga: Spirytus jest łatwopalny i szkodliwy przy połknięciu — eksperyment wykonuj razem z dorosłym, w wentylowanym pomieszczeniu, z dala od ognia.

Jak wykonać doświadczenie?

Krok 1: Przygotuj pasek bibuły. Odetnij prostokątny pasek bibuły filtracyjnej lub filtra do kawy. Około 2 centymetry od jednego końca narysuj ołówkiem cienką linię w poprzek paska — to właśnie na niej wylądują barwniki z liścia.

Krok 2: Nanieś barwnik liścia. Połóż liść na tej linii tak, żeby leżał w poprzek paska, a potem mocno pociągnij po nim krawędzią monety, cały czas w tym samym miejscu. Zielony sok liścia zostawi na bibule wyraźną smugę dokładnie tam, gdzie narysowałeś linię. Powtórz to 3–4 razy, za każdym razem używając nowego fragmentu liścia i lekko przesuwając go po tej samej linii, aż smuga zrobi się intensywnie zielona.

Krok 3: Zawieś pasek w spirytusie. Przyklej górny koniec paska do ołówka taśmą klejąca lub przypnij spinaczem tak, żeby pasek zwisał pionowo. Połóż ołówek na brzegach słoika i opuść pasek do środka, ale bardzo ostrożnie — zielona smuga musi znaleźć się nad poziomem spirytusu, a zanurzony powinien być tylko sam dolny koniec bibuły.

Krok 4: Obserwuj wędrówkę kolorów. Przykryj słoik kawałkiem folii lub talerzykiem, żeby spirytus nie parował, i odstaw na 10–15 minut w spokojne miejsce. Spirytus będzie pomalutku wsiąkał w bibułę i wędrował do góry, ciągnąc ze sobą barwniki z zielonej smugi. Po chwili zobaczysz, że smuga rozciąga się w kilka pasków — od zielonego przez żółty aż po pomarańczowy, ułożonych jeden nad drugim.

Krok 5: Wyjmij i wysusz bibułę. Gdy front spirytusu dotrze niemal do góry paska, wyjmij bibułę i połóż ją do wyschnięcia na spodeczku. Powstały wzorek kolorowych pasków to twój własny chromatogram — możesz go nawet zachować, wklejając do zeszytu przyrody.

Wyjaśnienie naukowe

Liść, choć na oko jest jednolicie zielony, zawiera w sobie kilka różnych barwników naraz. Najwięcej jest chlorofilu — to on odpowiada za zielony kolor i pochłania energię światła słonecznego, żeby roślina mogła produkować z niej cukry w procesie fotosyntezy. Jeśli chcesz zobaczyć chlorofil w akcji, a nie tylko jego kolor na bibule, zerknij na fotosyntezę — pęcherzyki tlenu z liścia , gdzie zanurzony w wodzie liść pod lampą produkuje widoczne bąbelki tlenu. Obok chlorofilu w liściu znajdują się też karotenoidy, czyli barwniki żółte i pomarańczowe, które na co dzień są zamaskowane przez dominującą zieleń. Widać je dopiero wtedy, gdy rozdzielimy wszystkie barwniki od siebie — a właśnie to robi chromatografia.

Chromatografia bibułowa działa na zasadzie różnic w tym, jak mocno poszczególne cząsteczki “trzymają się” papieru, a jak chętnie wędrują razem z rozpuszczalnikiem. Spirytus wsiąkający w bibułę pełni rolę pociągu, który zabiera ze sobą barwniki — te, które słabiej przyczepiają się do włókien papieru, jadą dalej i szybciej, więc lądują wysoko na pasku. Te, które mocniej trzymają się papieru, zostają bliżej linii startu. Dlatego zielony chlorofil i żółte karotenoidy, choć wystartowały z tego samego miejsca, kończą podróż w różnych punktach paska.

Ta sama zasada rządzi znacznie poważniejszymi urządzeniami używanymi w prawdziwych laboratoriach — chromatografami cieczowymi i gazowymi, które rozdzielają mieszaniny związków chemicznych z dokładnością do pojedynczych cząsteczek. Kryminalistycy używają ich do analizy śladów narkotyków czy trucizn, farmaceuci — do sprawdzania czystości leków, a naukowcy badający zmiany klimatu — do analizy składu powietrza sprzed tysięcy lat, zamkniętego w rdzeniach lodowych. Twój domowy eksperyment z paskiem bibuły i spirytusem opiera się dokładnie na tej samej fizyce, tylko w dużo prostszej i bezpieczniejszej wersji.

Warto też pamiętać, dlaczego akurat jesienią liście drzew zmieniają kolor na żółty i pomarańczowy. Przez całe lato drzewo produkuje dużo chlorofilu, który maskuje pozostałe barwniki. Gdy dni robią się krótsze i chłodniejsze, drzewo przestaje uzupełniać zużywany chlorofil, a ten stopniowo się rozkłada. Wtedy ujawniają się karotenoidy, które przez cały czas czekały ukryte w liściu — dokładnie te same, które właśnie zobaczyłeś na swoim pasku bibuły.

Warianty

Porównanie różnych liści. Wykonaj chromatogramy z liścia szpinaku, trawy, pokrzywy i liścia jesiennego z drzewa. Porównaj wzory kolorowych pasków — różne rośliny mają różne proporcje barwników, a liść jesienny pokaże znacznie mniej zieleni niż letni.

Chromatografia bez alkoholu. Jeśli nie masz spirytusu, spróbuj acetonu z płynu do zmywania paznokci (bez dodatku oleju) — działa podobnie, choć szybciej odparowuje. Możesz też porównać oba rozpuszczalniki na dwóch paskach jednocześnie i sprawdzić, który daje wyraźniejsze rozdzielenie kolorów.

Kuchenna chemia barwników. Skoro potrafisz już rozdzielać barwniki roślinne, wypróbuj inny sposób ich wykorzystania — w wskaźniku pH z czerwonej kapusty barwnik z kapusty zmienia kolor w zależności od tego, czy płyn jest kwaśny, czy zasadowy, zamiast rozdzielać się na pasku bibuły.

Od prostego do zaawansowanego laboratorium. Jeśli spodoba ci się ten eksperyment, spróbuj pełnej wersji z ekstrakcją w moździerzu i kąpielą wodną opisanej w ekstrakcji i rozdzielaniu barwników liścia — tam zobaczysz nie tylko chlorofil i karoteny, ale też rozróżnisz chlorofil a od chlorofilu b.

Często zadawane pytania

Dlaczego liście są zielone, skoro zawierają też inne kolory? Chlorofil, którego w liściu jest zdecydowanie najwięcej, silnie pochłania światło czerwone i niebieskie, a odbija głównie zielone — dlatego nasze oczy widzą liść jako zielony. Żółte i pomarańczowe barwniki, czyli karotenoidy, są cały czas obecne w liściu, ale w znacznie mniejszej ilości, więc ich kolor jest zwyczajnie zagłuszany przez dominujący chlorofil. Dopiero gdy rozdzielimy barwniki chromatografią albo gdy chlorofil naturalnie się rozłoży jesienią, karotenoidy stają się widoczne gołym okiem. To dokładnie ten sam mechanizm, który sprawia, że jesienią liście drzew zmieniają kolor.

Czy mogę użyć zwykłego papieru zamiast bibuły filtracyjnej? Zwykły papier do drukarek jest zbyt gładki i zbyt mocno klejony, więc spirytus wsiąka w niego nierówno i barwniki rozdzielają się słabo albo wcale. Najlepiej sprawdzają się materiały o luźnej, chłonnej strukturze włókien — bibuła filtracyjna, biały filtr do kawy albo nawet ręcznik papierowy bez nadruku. Jeśli nie masz żadnego z nich pod ręką, spróbuj cienkiego papierowego ręcznika kuchennego — działa zaskakująco dobrze, choć wynik bywa mniej wyraźny niż na prawdziwej bibule.

Dlaczego muszę nanosić barwnik kilka razy, a nie raz? Jedna warstwa soku z liścia jest zwykle zbyt słaba i blado widoczna, żeby po rozdzieleniu dała wyraźne paski kolorów. Nakładając barwnik kilkukrotnie w tym samym miejscu, zagęszczasz plamkę startową, dzięki czemu gotowy chromatogram ma intensywniejsze i łatwiejsze do odróżnienia kolory. Trzeba jednak zachować umiar — zbyt gruba i szeroka plamka startowa może się rozmyć podczas wędrówki spirytusu i dać gorsze, rozmazane rozdzielenie zamiast czystych pasków.