Zielony liść kryje w sobie kilka barwników naraz – żółty, pomarańczowy i kilka odcieni zieleni. Chromatografia na bibule ujawni je wszystkie w kilka minut.

Co nam będzie potrzebne?

⚠️ Uwaga: Aceton i spirytus są łatwopalne. Nie używaj przy otwartym ogniu. Pracuj w wentylowanym miejscu.

Jak wykonać doświadczenie?

Krok 1 – ekstrakcja barwników: Zetrzyj liście szpinaku w moździerzu z kilkoma kroplami spirytusu, aż uzyskasz ciemnozieloną pastę. Alternatywnie: włóż liście do woreczka strunowego, zalej łyżką spirytusu i rozgnieć wałkiem. Dolej do ekstraktu tyle spirytusu, żeby całość miała ok. 20–30 ml.

Postaw słoik z ekstraktem w misce z gorącą wodą (kąpiel wodna, nie ogień!) na 5 minut. Ciepło przyspiesza ekstrakcję barwników. Ekstrakt powinien mieć intensywny zielony kolor.

Krok 2 – chromatografia bibułkowa: Przywiąż pasek bibuły do ołówka, żeby zwisał pionowo i nie dotykał dna słoika. Nanies ekstrakt 2 cm od dolnej krawędzi bibuły (pędzelkiem, wykałaczką lub zanurz koniec bibuły w ekstrakcie na chwilę). Pozwól wyschnąć i nałóż kolejną warstwę 3–4 razy – im gęstsza plamka startowa, tym lepsze rozdzielenie.

Wlej do świeżego, czystego słoika ok. 1 cm spirytusu lub acetonu jako fazy ruchomej. Zawieś bibułę tak, żeby dolny koniec dotykał spirytusu, a plamka startowa była powyżej poziomu cieczy.

Przykryj słoik i odczekaj 10–20 minut bez ruszania. Obserwuj, jak front spirytusu wędruje ku górze i rozdziela barwniki – każdy przemieszcza się z inną prędkością i zatrzymuje się na innej wysokości.

Wyjaśnienie naukowe

Liście zawierają kilka grup barwników fotosyntetycznych:

Latem liście wyglądają na jednolicie zielone, bo chlorofile maskują żółte karotenoidy. Jesienią chlorofil się rozkłada i karotenoidy stają się widoczne – dlatego liście żółkną.

Chromatografia bibułkowa rozdziela barwniki na podstawie różnic w ich powinowactwie do dwóch faz:

Barwniki, które lepiej “lubią” fazę ruchomą (spirytus) niż bibułkę, wędrują wyżej. Te, które bardziej lgną do bibułki, zostają niżej. Każdy barwnik ma charakterystyczny współczynnik Rf (stosunek drogi przebytej przez barwnik do drogi przebytej przez front rozpuszczalnika). Na dobrze wykonanej chromatogramie zobaczysz:

Warianty

Chromatografia z różnych liści – porównaj chromatogramy szpinaku, trawy, pokrzywy i liścia ozdobnego (np. koleus z czerwono-zielonymi liśćmi). Różne rośliny mają różne proporcje barwników.

Liście jesienne – wykonaj ekstrakcję z żółtych lub czerwonych liści jesiennych. Brak chlorofilu sprawi, że zobaczysz same karotenoidy i antocyjany. Porównaj z letnim liściem tego samego drzewa.

Różne rozpuszczalniki – spróbuj acetonu, spirytusu 70%, wody z kilkoma kroplami detergentów lub oleju. Każdy rozpuszczalnik daje inne rozdzielenie barwników. Aceton jest często najlepszy, bo dobrze rozpuszcza chlorofil i szybko wędruje przez bibułę.

Często zadawane pytania

Dlaczego liście są zielone, a nie żółte lub pomarańczowe? Chlorofil pochłania przede wszystkim światło czerwone i niebieskie, a odbija zielone. Dlatego liście wyglądają na zielone – oddają nam zielone długości fal. Karotenoidy (żółto-pomarańczowe) są zawsze obecne w liściach, ale są maskowane przez dominujący chlorofil. Kiedy jesienią chlorofil się rozkłada, żółte i pomarańczowe barwniki stają się widoczne.

Czy ta sama metoda jest używana w prawdziwych laboratoriach? Tak – chromatografia jest jedną z najważniejszych technik analitycznych. W laboratoriach używa się bardziej zaawansowanych wersji: HPLC (wysokosprawna chromatografia cieczowa) i GC (chromatografia gazowa), które rozdzielają mieszaniny z bardzo wysoką precyzją. Są używane w farmacji, kryminalistyce (analiza śladów DNA, narkotyków), przemyśle spożywczym i badaniach środowiskowych.

Dlaczego muszę nakładać ekstrakt kilka razy? Jedna warstwa barwnika jest za cienka i słabo widoczna po rozdzieleniu. Wielokrotne nakładanie (z suszeniem między warstwami) zagęszcza plamkę startową i daje wyraźniejsze, intensywniejsze plamki na gotowym chromatogramie. Zbyt dużo warstw może jednak skończyć się “rozlaniem” plamki i gorszym rozdzieleniem.