Pracovní návod 1/6 Rozdělení a identifikace rostlinných barviv s využitím tenkovrstvé chromatografie a spektrofotometrie.

Podobné dokumenty
Pracovní návod 1/6 Rozdělení a identifikace rostlinných barviv s využitím tenkovrstvé chromatografie a spektrofotometrie.

chemie Studium rostlinných barviv Cíle Podrobnější rozbor cílů Zařazení do výuky Zadání úlohy Časová náročnost Návaznost experimentů

chemie Studium rostlinných barviv Cíle Zařazení do výuky Podrobnější rozbor cílů Zadání úlohy Časová náročnost Návaznost experimentů

EXTRAKCE, CHROMATOGRAFICKÉ DĚLENÍ (C18, TLC) A STANOVENÍ LISTOVÝCH BARVIV

Název: Fotosyntéza. Autor: Mgr. Jiří Vozka, Ph.D. Název školy: Gymnázium Jana Nerudy, škola hl. města Prahy

Pracovní návod 1/7

The acquisition of science competencies using ICT real time experiments COMBLAB. Krásný skleník. K čemu je dobrá spektroskopie?

Trojské trumfy. pražským školám BARVY U ŽIVOČICHŮ A ROSTLIN. projekt CZ.2.17/3.1.00/32718 EVROPSKÝ SOCIÁLNÍ FOND

Ústřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 NÁRODNÍ KOLO. Kategorie E. Zadání praktické části Úloha 2 (30 bodů)

ODDĚLOVÁNÍ SLOŽEK SMĚSÍ, PŘÍPRAVA ROZTOKU URČITÉHO SLOŽENÍ

T É M A: CHROMATOGRAFIE. Spolupracoval/a: ANOTACE: TEORIE:

Návod k laboratornímu cvičení. Vitamíny

Vzdělávání středoškolských pedagogů a studentů středních škol jako nástroj ke zvyšování kvality výuky přírodovědných předmětů CZ.1.07/1.1.00/14.

pracovní list studenta Analytická chemie Barevnost chemických látek Aleš Mareček

Obsah soli v potravinách Laboratorní práce

Jazykové gymnázium Pavla Tigrida, Ostrava-Poruba Název projektu: Podpora rozvoje praktické výchovy ve fyzice a chemii

chemie Stanovení isosbestického bodu bromkresolové zeleně (BKZ) Cíle Podrobnější rozbor cílů Zařazení do výuky Časová náročnost Návaznost experimentů

Jazykové gymnázium Pavla Tigrida, Ostrava-Poruba Název projektu: Podpora rozvoje praktické výchovy ve fyzice a chemii

chemie Barevnost látek kolem nás a její změny v průběhu chemické reakce Cíle Zařazení do výuky Podrobnější rozbor cílů Časová náročnost Zadání úlohy

chemie Chemické hodiny Cíle Zařazení do výuky Podrobnější rozbor cílů Zadání úlohy Časová náročnost Pomůcky Návaznost experimentů

Pufry, pufrační kapacita. Oxidoredukce, elektrodové děje.

Výukový materiál zpracován v rámci projektu. EU peníze školám. Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

látka Obr. k úkolům 1 a 2 Obr. k úkolu 3

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie CZ.1.07/2.2.00/

LP č.1: FILTRACE A KRYSTALIZACE

2) Připravte si 3 sady po šesti zkumavkách. Do všech zkumavek pipetujte 0.2 ml roztoku BAPNA o různé koncentraci podle tabulky.

chemie chemické reakce Cíle Podrobnější rozbor cílů Zařazení do výuky Časová náročnost Zadání úlohy Návaznost experimentů Mezipředmětové vztahy

Měření koncentrace roztoku absorpčním spektrofotometrem

chemie Stanovení obsahu vápenatých iontů v minerální vodě Cíle Podrobnější rozbor cílů Zařazení do výuky Časová náročnost Zadání úlohy

Návod k laboratornímu cvičení. Alkaloidy a steroidy

Ústřední komise Chemické olympiády. 53. ročník 2016/2017. KRAJSKÉ KOLO kategorie C. ZADÁNÍ PRAKTICKÉ ČÁSTI (40 BODŮ) časová náročnost: 120 minut

DENATURACE PROTEINŮ praktické cvičení

MANUÁL LABORATORNÍCH PRACÍ Z CHEMIE

Oddělování složek směsí chromatografie pomocí žákovské soupravy pro chemii

Ing. Libuše Arnoštová, CSc. 2009

Ústřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 KRAJSKÉ KOLO. Kategorie A ZADÁNÍ PRAKTICKÉ ČÁSTI (40 BODŮ) Časová náročnost 120 minut

Krytosemenné rostliny pletiva, asimilační barviva (laboratorní práce)

Pufry, pufrační kapacita. Oxidoredukce, elektrodové děje.

1. Příloha 1 Návod úlohy pro Pokročilé praktikum z biochemie I

chemie Rychlost chemické reakce Cíle Podrobnější rozbor cílů Zařazení do výuky Časová náročnost Návaznost experimentů Zadání úlohy

1. VÝROBA OBALOVÉ FOLIE Z BRAMBOR

fenanthrolinem Příprava

Ústřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 NÁRODNÍ KOLO. Kategorie E. Zadání praktické části Úloha 1 (20 bodů)

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Přírodovědecká fakulta

Ústřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 ŠKOLNÍ KOLO. Kategorie C ZADÁNÍ PRAKTICKÉ ČÁSTI (40 BODŮ)

Návod k laboratornímu cvičení. Cukry(sacharidy)

Kurz 1 Úvod k biochemickému praktiku

2) Připravte si 7 sad po pěti zkumavkách. Do všech zkumavek pipetujte 0.2 ml roztoku BAPNA o různé koncentraci podle tabulky.

LP č.2 SUBLIMACE, CHROMATOGRAFIE

Elektroforéza v přítomnosti SDS SDS PAGE

pracovní list studenta

OBCHOD S KOVOVÝM ŠROTEM (ČÁST 1)

Chromatografie na tenké vrstvě (TLC) Kat. číslo

3.02 Dělení směsí, aneb i separace může být legrace (filtrace). Projekt Trojlístek

Ústřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 KRAJSKÉ KOLO. Kategorie E ZADÁNÍ PRAKTICKÉ ČÁSTI (50 BODŮ)

Úvod. Náplň práce. Úkoly

Stanovení obsahu vápenatých iontů v minerální vodě

Oddělování složek směsí filtrace pomocí žákovské soupravy pro chemii

ORGANICKÁ CHEMIE Laboratorní práce č. 9

Cyklus uhlíku: Aktivita Pěstujte rostliny. Protokoly experimentů pilotní školní rok 2007/2008

CHROMATOGRAFIE ÚVOD Společný rys působením nemísících fází: jedna fáze je nepohyblivá (stacionární), druhá pohyblivá (mobilní).

Adsorpce barviva na aktivním uhlí

L 54/116 CS Úřední věstník Evropské unie

RUŠENÁ KRYSTALIZACE A SUBLIMACE

STANOVENÍ KOFEINU V NÁPOJÍCH METODOU HPLC

Návod k laboratornímu cvičení. Oddělování složek směsí II

Třída..Datum. 5. upravte interval sběhu dat v průběhu měření: Experiment Sběr dat: délka 300 sekund; 1 vzorek/sekundu, 1 sekunda/vzorek.

KOLIK JE BARVIVA VE VZORKU?

Studium komplexace -cyklodextrinu s diclofenacem s využitím NMR spektroskopie

Stanovení α-amylázy v moči

Cvičení ke kurzu Obecná ekotoxikologie. Úloha A - Stanovení ekotoxicity v testu klíčení rostlin

C-1 ELEKTŘINA Z CITRONU

Všeobecné lékařství 2014/15

REAKCE V ORGANICKÉ CHEMII A BIOCHEMII

Název: Nenewtonovská kapalina

REAKCE V ANORGANICKÉ CHEMII

CHSK. Pro hodnocení kvality vod obvykle postačí základní sumární ukazatele. Pro organické látky se jedná zejména o ukazatele:

STANOVENÍ AZOBARVIV VE SMĚSI METODOU RP-HPLC SE SPEKTROFOTOMETRICKOU DETEKCÍ

Identifikace barviv pomocí Ramanovy spektrometrie

pracovní list studenta Komplexní sloučeniny Stanovení koncentrace kationtů přechodných kovů

Návod k laboratornímu cvičení. Alkoholy

pracovní list studenta Komplexní sloučeniny Stanovení koncentrace železnaté soli Aleš Mareček

Laboratorní pomůcky, chemické nádobí

LP č. 5 - SACHARIDY. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

Určení koncentrace proteinu fluorescenční metodou v mikrotitračních destičkách

LABORATOŘ ANALÝZY POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ. Stanovení těkavých látek

Derivační spektrofotometrie a rozklad absorpčního spektra

Zařazení do výuky Experiment je vhodné zařadit v rámci učiva chemie v 8. třídě (kyseliny, zásady, ph roztoků).

Příprava roztoku o dané koncentraci Laboratorní práce

13/sv. 6 CS (80/891/EHS)

Neutralizace, měření senzorem ph Vernier Laboratorní práce

Název: Exotermní reakce

T É M A: CHROMATOGRAFIE. Spolupracoval/a: ANOTACE: TEORIE:

STANOVENÍ ZELENĚ BRILANTNÍ TENKOVRSTVOU CHROMATOGRAFIÍ

Pracovní návod 1/6 Studium enzymové aktivity v souvislosti se změnou teploty a přítomností fluoridů.

Podstata krápníkových jevů. Ch 8/07

Vitamin C důkaz, vlastnosti

Měření spektra světelných zdrojů LED Osvětlovací soustavy - MOSV

Ústav fyziky a měřicí techniky Laboratoř chemických vodivostních senzorů

Transkript:

Pracovní návod 1/6 www.expoz.cz Chemie úloha č. 19 Studium rostlinných barviv Cíle Autor: Tomáš Feltl Rozdělení a identifikace rostlinných barviv s využitím tenkovrstvé chromatografie a spektrofotometrie. Zadání úlohy Z donesených listů extrahujte směs barviv. Barviva následně oddělte s využitím TLC (chromatografie na tenké vrstvě). Jednotlivé proužky vystříhněte a oddělená barviva znovu extrahujte. S využitím spektrofotometru u získaných extraktů zjistěte jaká barviva obsahují. Pomůcky Spektrofotometr Amadeus (PASCO SE-7183) s příslušenstvím, počítač se SW Quantum, popř. dataloger PASCO SPARK či Xplorer GLX (s instalovaným klíčem pro použití s PASCO Amadeus), odměrný válec 25 ml, odměrný válec 50 ml, kádinka 50 ml, kádinka 400 ml, 6 zkumavek (stojánek na zkumavky), filtrační nálevka, stojan a filtrační kruh, smotek vaty, mikropipeta 200 µl, navažovací lodička, váhy, třecí miska s tloučkem, lab. lžička, střička s destilovanou vodou, jemný písek (mletý oxid křemičitý), nůžky, Silufol, alobal, chemikálie (dest. voda, CaCO₃, aceton, benzin, propan-2-ol), biologický materiál listy břečťanu. Teoretický úvod Obrázek 1: Fotosyntetický anténní systém se schematickým znázorněním zastoupených barviv chlorofyl b, lutein, zeaxanthin, beta karoten, lycopene, chlorofyl a

Pracovní návod 2/6 www.expoz.cz Rostliny obsahují celou řadu zajímavých chemických sloučenin. Jednou ze skupin těchto látek jsou rostlinná barviva. Jedná se o organické látky, jejichž struktura i funkce je velmi různorodá dávají zbarvení listům, květům, plodům, úzce souvisí také s fotosyntézou, fungují jako antioxidanty, lákají opylovače, apod. V naší práci se zaměříme na barviva obsažená v zelených listech. Většina těchto barviv nějakým způsobem souvisí s fotosyntézou. Celou řadu barviv najdeme v tzv. anténních systémech, které zachycují světelnou energii. Následující obrázek (obr. 1) znázorňuje právě takovýto anténní systém. Pokud budeme sledovat, které vlnové délky určité barvivo absorbuje, získáme jeho tzv. absorbční spektrum. Toto spektrum vykazuje jistá maxima (tzv. píky), která jsou typická pro danou látku. Ideální je sledování abs. spektra v UV-VIZ oblasti. Naše zařízení, spektrofotometr Amadeus, umožňuje rozumným způsobem sledovat absorbční spektrum pouze v rozsahu zhruba od 350 nm do 800 nm (VIZ). I to je ale dostatečné pro identifikaci několika barviv obsažených v listech. Ukázka absorbčního spektra barviva lykopen, které znáte např. z rajčat, je na obrázku č. 2. A 358 443 472 503 350 400 450 500 550 600 Obrázek 2: Absorbční spektrum lykopenu λ[nm] K oddělení barviv využijeme tenkovrstevnou chromatografii TLC (z anglického Thin Layer Chromatography chromatografie na tenké vrstvě). Jedná se o chromatografickou metodu, kde stacionární fázi tvoří fólie (často hliníková) s nanesenou látkou sorbentem (silikagel, oxid hlinitý, ). Mobilní fáze unáší naše extrahované látky postupně sorbentem, kde dochází ke vzájemným interakcím mezi molekulami barviv-rozpouštědla-sorbentu. V našem uspořádání bude docházet k oddělení extrahovaných barviv na základě jejich polarity. Nepolární látky se budou pohybovat rychleji než látky polární, čímž dojde k jejich oddělení. Princip chromatografického dělení v našem experimentu je znázorněný na obrázku č. 3. Obrázek 3: Princip chromatografie na příkladu dvou barviv s odlišnou polaritou Abychom mohli porovnat své výsledky v rámci různých pracovních skupin je třeba nějakým jednoznačným způsobem definovat pozice oddělených barviv. Protože délka naší fólie může být různá,

Pracovní návod 3/6 www.expoz.cz budeme jednotlivé zóny definovat tzv. retardačním faktorem. Ten vypočítáme pro každý proužek zvlášť podle vzorce č. 1., (1) kde a je vzdálenost čela od startu a b je vzdálenost našeho konkrétního proužku od startu (schematicky znázorněno na obr. 3). Hodnota retardačního faktoru je pro určitou látku, při použití stejného systému mobilní a stacionární fáze, typická. Tím pádem můžeme naše výsledky s ostatními snadno porovnat. Bezpečnost práce Pracujte pečlivě a v souladu s pracovním návodem. Většina chemikálií v tomto praktickém cvičení je vysoce hořlavá. Dbejte zvýšené opatrnosti a s chemikáliemi zacházejte vždy dle instrukcí pedagoga. Nikdy nepipetujte ústy. V laboratoři používejte ochranné brýle, plášť a případně další pomůcky v souladu se správnou laboratorní praxí. Aceton (F, Xi, R 11-36-66-67, S 9-16-26), benzín (F, Xn, N, R 11-38-50/53-65-67, S 9-16-29-33-60-61-62), propan-2-ol (F, Xi, R 11-36-67, S 7-16-24-25-26). Příprava úlohy (praktická příprava) Spektrofotometr je citlivé zařízení vyžadující odpovídající zacházení. Je nebytné chovat se k němu šetrně vyvarovat se zbytečných otřesů, přílišného ohýbání světlovodičů (nebezpečí zlomení světlovodného vlákna), znečištění měřící cely (vyteklým roztokem, krystalky látky, atd.). Úloha umožňuje pracovat paralelně na několika částech. Ideální jsou tříčlenné pracovní skupiny. První žák pracuje na bodu č. 1 Příprava vyvíjecí soustavy a naváže bodem č. 3 Příprava TLC desky. Druhý žák zpracovává listy bod č. 2 Extrakce rostlinných barviv ze zelených listů a následně bod č. 4 Nanesení vzorku a vlastní chromatografické dělení. Třetí žák se věnuje problematice zapojení HW a nastavení SW souvisejícího se spektrofotometrem PASCO Amadeus. Postup práce Obrázek 4: Připravené pracovní místo pro homogenizaci, extrakci a filtraci

Pracovní návod 4/6 www.expoz.cz Úlohu můžeme rozdělit do několika kroků: 1. Příprava vyvíjecí soustavy (vyvíjecí komory, mobilní fáze, ) a. Ve vyšší 400 ml kádince postupně smíchejte 50 ml benzínu, 5 ml propan-2-olu a 150 µl vody. Takto vzniklou směs promíchejte několika krouživými pohyby kádinkou. b. Kádinku uzavřete alobalovou fólií a ponechte stát stranou. 2. Extrakce rostlinných barviv ze zelených listů (celkový postup pro pět pracovních skupin) a. Asi deset břečťanových listů jemně nastříhejte do třecí misky. Čím menší kousky, tím lépe se vám bude homogenizovat. b. Přímo do misky přidejte malé (polovinu malé laboratorní lžičky) množství CaCO3, který nám zabrání nežádoucímu snižování ph v průběhu homogenizace. c. Extrakčním médiem bude aceton. Před započetím homogenizace přidejte 5 ml acetonu a několik minut intenzivně roztírejte v třecí misce. Jakmile vznikne z vašich listů jemná kaše, přidejte ještě dalších 10 15 ml acetonu a znovu, tentokráte již jemně, rozetřete. d. Takto vzniklý homogenát přefiltrujte přes malý smotek vaty. Získáte tím temně zelený acetonový extrakt látek z vašich listů. 3. Příprava TLC desky a. Jako chromatografickou desku použijte Silufol. Je to tenká hliníková fólie potažená silikagelem. Silikagel je stěžejní částí, tzv. stacionární fází, na níž bude docházet k dělení barviv vašeho extraktu. Bílou silikagelovou vrstvu nesmíte poškodit! b. Z větší desky odstřihněte pruh, který jde volně vložit do vaší kádinky chromatografické vyvíjecí komory. Nesmí přitom přesahovat horní okraj kádinky. Destička by měla končit asi 1 cm pod okrajem kádinky. Při měření velikosti již zbytečně připravenou komoru neotvírejte. c. Asi 2 cm od dolního okraje si opatrně nakreslete obyčejnou tužkou čáru START. Nesmíte přitom ale porušit silikagelovou vrstvu. d. Na každé straně uděláme alespoň půlcentimetru od svislých okrajů dva vrypy až na hliníkovou fólii. Tím zmenšíme nepravidelnosti při dělení, které jsou výrazné především na krajích desky. 4. Nanesení vzorku a vlastní chromatografické dělení a. Na vaši startovní čáru -START - naneste připravený extrakt. Nanášení proveďte postupně několikrát. Po každém nanesení vyčkejte zaschnutí. (K nanášení je vhodné použít např. kapiláru. Vzhledem k tomu, že takovéto nanášení je časově náročné, můžete celý proces urychlit např. nanášením kapátkem nebo běžnou mikropipetou, kdy nanesete alespoň 4 x po sobě 100 µl svého extraktu. Pozor, extrakt má tendenci se rozpíjet do silikagelu. Proužek by neměl po dokončení nanášení zasahovat od startu dále jak 3 mm nahoru/dolů. Nanášení provádějte dostatečně pomalu!) b. Po nanesení vzorku rychle vložte desku do vyvíjecí komory. Komoru pečlivě uzavřete. c. Jakmile se horní linie vzlínající mobilní fáze, tzv. čelo, přiblíží asi 1 cm k hornímu okraji desky, vyjměte desku z komory a tím ukončete dělení. d. Na vašem chromatogramu bystě měli jasně rozlišit několik barevný proužků. Zakreslete si je, změřte vzdálenosti a, b a vypočítejte retardační faktory (viz Teoretický úvod, obr. č. 3, vzorec 1). Zjištěné údaje, včetně barevnosti, zaneste do připravené tabulky. 5. Rozstříhání fólie a extrakce rozdělených barviv a. Rozstříhejte desku na proužky tak, abyste pokud možno jednotlivé barevné zóny zcela oddělili.

Pracovní návod 5/6 www.expoz.cz b. Proužky vložte do připravených zkumavek a přidejte do každé 2 ml acetonu. c. Zkumavky zazátkujte a protřepejte. 6. Proměření absorbčních spekter získaných vzorků (této části předchází Nastavení HW a SW). Podrobně je popsáno v následujících kapitolách Příprava měření a Vlastní měření. 7. Identifikace rozdělených barviv (tato část je popsána v následující kapitole Analýza naměřených dat). Nastavení HW a SW 1. K vašemu počítači (netbooku) připojte USB kabel (konektor A) dodávaný se spektrofotometrem Amadeus. Druhou stranu kabelu připojte ke spektrofotometru (konektor B). 2. Dále propojte světlovodičem analyzátor se zdrojem s měřící celou. Dbejte na to, abyste propojovací místa neznečistily. 3. Pomocí přiloženého adaptéru připojíme zdroj el. napětí k měřící cele se světelným zdrojem. Pokud je vše v pořádku, je šachtou měřící cely vidět rozsvícené světlo. Výše popsané úkony ilustruje obrázek č. 5 Obrázek 5: Zapojení spektrofotometru Amadeus Příprava měření 1. Na počítači spusťte program Quantum. 2. Klikněte na tlačítko s písmenem A, budeme měřit absorbční spektrum. 3. Automaticky se spustí průvodce nastavením měření. 4. V dialogu Integration time klikněte na tlačítko Set Automatically. 5. Hodnotu Pixel Smoothing nastavte na 3. Hodnotu Average Scans na 30. 6. Klikněte na tlačítko Next. 7. Pro základní nastavení spektrofotometru potřebujete nyní zhasnout. To uděláte vložením černého hranolku do měřící cely (je součástí příslušenství). 8. V následujícím dialogu klikněte na tlačítko se symbolem zhasnuté žárovky. Tím jste si uložili tzv. temné spektrum.

Pracovní návod 6/6 www.expoz.cz 9. Klikněte na tlačítko Next. 10. Nyní černý hranolek z měřící cely vyjměte a klikněte na tlačítko se symbolem rozsvícené žárovky. Tím jste si uložili referenční spektrum vašeho světelného zdroje. 11. Klikněte na tlačítko Finish. 12. Nyní můžete začít proměřovat spektra vašich extrahovaných barviv. Vlastní měření (záznam dat) 1. Do spektrofotometrické kyvety napipetujte vždy kolem 1 ml extraktu. 2. Vložte kyvetu do měřící cely a proměřte absorbční spektrum. 3. Jakmile se zobrazené spektrum ustálí, klikněte na tlačítko s fotoaparátem. Tím si zmrazíte změřené absorbční spektrum. 4. Na jednotlivé vrcholy (píky) postupně klikněte myší tím umístíte záměrný kříž a v pravém dolním rohu odečtete hodnotu vlnové délky a absorbance. Tyto hodnoty zapište do tabulky v pracovním listu. 5. Promyjte kyvetu malým množstvím acetonu a postup opakujte s dalším vzorkem od bodu č. 1. Analýza naměřených dat Získaná absorbční maxima vašich extraktů porovnejte s referenčními spektry známých barviv (najdete je v rámci svého pracovního listu). Na základě srovnání těchto hodnot doplňte do tabulky jaké barvivo bylo v tom kterém proužku pravděpodobně obsaženo.