UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Přírodovědecká fakulta

Transkript

1 Chromatografie Zroj: [34] Diaktický záměr: Vysvětlení pojmu chromatografie. Popis: Žáci si vyzkouší velmi jenouché ělení látek pomocí papírové chromatografie. Připraví si proužek filtračního papíru, na který nanesou barvy pole jejich uvážení. Po ukončení vyvíjení a uschnutí chromatogramu z něj vyčtou honotu vzálenosti čela o startu a střey jenotlivých analytů o startu. Ze získaných honot vypočítají retarační faktory. Výhoy: Levné, jenouché a rychlé. Nevýhoy: Nejelší je vyvíjení v Alpě. Nevznikají velké skvrny, ale louhé protáhlé skvrny, proto se velmi těžko určuje jejich stře. Zkušenosti při realizaci: Z ůvou přilepení filtračního papírku k víčku, je obré nejprve zjistit, jak louhý musí být filtrační papír (ohanout le velikosti sklenice, v niž se bue chromatogram vyvíjet). Nesmí být příliš louhý, aby se start nepotopil, ani příliš krátký, protože by se filtrační papír v rozpouštěle vůbec neponořil. Místo potravinářských barviv lze použít lentilky, fixy, ále také Tang nebo alší přípravky, které obsahují barviva. Bylo by vhoné také přeem vysvětlit, k čemu se chromatogramy a retarační faktory využívají. Možná moifikace: Úlohu lze provést tak, že nejprve se provee stanovení retaračních faktorů pro známá barviva (žlutá - E102, E104 a E110; morá - E132 a E133; červená - E120, E122, E124, E127 a E129). Poté se provee rozělení směsi barviv, např. zelené barvivo je směsí žlutého a morého barviva. Porovnáním retaračních faktorů se posléze ientifikují konkrétní barviva. Typ experimentu: laboratorní, emonstrační Zaspalová Jana

2 Název: Dělení barviv pomocí papírové chromatografie Doba experimentu: cca 40 minut Zaání: Rozělte potravinářská barviva pomocí Alpy a voy a vypočítejte jejich retarační faktory Chemikálie a pomůcky: voa, Alpa, potravinářská barviva, 2 vyšší sklenice s víčky, lepenka a filtrační papír Nákres aparatury: proužek filtračního papíru s vyznačeným startem (chromatogram) rozpouštělo Princip: Chromatografie je analytická metoa, při které ochází k separaci (neboli ělení) látek ve směsi. V zásaě poskytuje kvalitativní, ale něky i kvantitativní informace o vzorku. Jinými slovy nám může zopověět, jaká látka, popřípaě jaké množství, je ve vzorku obsaženo. Chromatografie využívá rozělení látek mezi pohyblivou (mobilní) a nepohyblivou (stacionární) fází. Pohyblivou fází bývá kapalina nebo plyn a nepohyblivou fází bývá kapalina nebo pevná látka. Některá látka více interaguje s pohyblivou fází a jiná látka interaguje zase lépe s fází nepohyblivou. Poku necháme procházet pohyblivou fázi přes nepohyblivou, látka, která lépe interaguje s fází pohyblivou je unášena rychleji, než látka, která interaguje lépe s fází nepohyblivou. V našem přípaě se jená o tzv. papírovou chromatografii (PC). Nepohyblivou fází je papír nasycený za aných pomínek kapalinou, voou. (Na kažém papíru je za aných pomínek částečně asorbována voa z okolí). Pohyblivou fází je kapalina, v našem přípaě voa nebo Alpa. Zaspalová Jana

3 Při vlastní papírové chromatografii pohyblivá fáze vzlíná póry papíru, nepohyblivé fáze, a unáší látky ze vzorku, které interagují různě, jak již bylo řečeno, s pohyblivou a nepohyblivou fází. Rychlost pohybu jenotlivých látek je pak v soustavě různá, a tím ochází k jejich separaci. Jak již bylo uveeno, chromatografie je analytickou metoou. Jenotlivé separované analyty se často charakterizují tzv. retaračním faktorem (R F ). V ané soustavě efinované pohyblivou a nepohyblivou fází je tento faktor pro anou látku charakteristický. Pro ané látky jej lze stanovit a tabelovat. Poku se posléze prováí analýza neznámé směsi pomocí stejné pohyblivé a nepohyblivé fáze, mohou se výslené retarační faktory jenotlivých složek neznámé směsi porovnat s tabelovanými honotami. V přípaě, že se některé honoty shoují nebo se pohybují ve velmi malém rozsahu o ané honoty, s největší pravěpoobností se jená o tutéž látku, které přísluší retarační faktor. Příklaem může být analýza benzínu, která se prováí pomocí plynové chromatografie. Postupně se zjistí retarační faktory stanarů jenotlivých uhlovoíků, jejichž přítomnost v benzínu očekáváme, a pak se provee analýza benzínu. U jenotlivých analytů se provee výpočet retaračního faktoru a poté se pole honot přiřaí k jenotlivým analytům příslušný uhlovoík. Stanovení retaračních faktorů v papírové nebo tenkovrstvé chromatografii probíhá násleovně. Změří se vzálenosti čela o startu, m, (kam až oputuje pohyblivá fáze) a ále střeu skvrny o startu, i, kterou vytváří ělené látky, i viz obrázek. Retarační faktory se vypočítají pole vztahu R F,i. čelo pohyblivé fáze m m R F,i i m m vzálenost čela pohyblivé fáze o startu i i vzálenost střeu skvrny i-tého analytu o startu start Zaspalová Jana

4 Postup: 1) Připravte si va proužky filtračního papíru, rozměry upravte tak, aby se filtrační papír al snano přichytit na víčko sklenice (je potřeba, aby filtrační papír nebyl příliš krátký nebo zase příliš louhý). 2) Do jené sklenice nalijte Alpu a o ruhé vou tak, aby jejich hlaina sahala asi o výšky 1 cm. Poté obě sklenice uzavřete asi na 10 minut, aby se prostor nasytil parami pohyblivé fáze. 3) Na připravený proužek filtračního papíru nakreslete velmi jemně obyčejnou tužkou čáru ve vzálenosti 1,5 cm o okraje. Tato čára reprezentuje start chromatografie. Na start si nakreslete tečky o sebe vzálené přibližně 1 cm. Na tyto tečky poté naneste jenotlivá potravinářská barviva ve formě malé kapky. Chvilku počkejte, až kapky uschnou. 4) Filtrační papír přilepte na víčko sklenky tak, aby byl filtrační papír mírně ponořen o voy a Alpy. Start NESMÍ být ponořen o rozpouštěla. 5) Pozorujte změny i čas při ělení barviv. 6) Až bue čelo 2 až 3 cm o víka, ukončete chromatografii. Vynejte proužek papíru ze sklenice, tužkou si poznamenejte na papír čelo pohyblivé fáze a nechte uschnout. Úkoly: 1) Pozorujte rychlost chromatografie ve voě a v Alpě. Jaký je rozíl? 2) Na záklaě čeho se rozělují jenotlivé složky? 3) Vypočtěte retarační faktory R F jenotlivých barviv. Př. Alpa Barvivo i m R F Zaspalová Jana

5 Barvivo i m R F Př. Voa Barvivo i m R F 4) Porovnejte honoty retaračních faktorů ve voě a v alpě. Závěr: Zaspalová Jana