Хроматография. Лабораторная работа 11 Разделение пигментов хлорофилла методом адсорбционной хроматографии Выполнила студентка 4 курса
 Скачать 29.77 Kb.
|
|
Лабораторная работа №11 Разделение пигментов хлорофилла методом адсорбционной хроматографии Выполнила студентка 4 курса 15 группы Павлова Анастасия Цель работы: Ознакомиться с методом адсорбционной хроматографии. Получить хроматограмму пигментов хлорофилла на крахмале. Теоретическая часть: Хроматография является эффективным методом разделения, анализа и физико-химического исследования веществ. С помощью хроматографии можно разделять смеси практически любых веществ как в макроколичесвах, так и в микроколичествах. Различают аналитическую (качественную или количественную), когда разделяют малые количества веществ, и препаративную хроматографию, позволяющую получать количества веществ, достаточные для исследовательских работ. Принцип хроматографического разделения основан на различии в адсорбционной способности веществ, которая зависит как от природы адсорбируемых веществ, так и от природы адсорбентов. Различные вещества на одном и том же адсорбенте адсорбируются в разной степени. Это можно представить и таким образом, что при адсорбционном равновесии они неодинаковое время находятся на поверхности адсорбента. Вещество, которое адсобируется сильнее, дольше удерживается на поверхности адсорбента. Хроматография – это физико-химический метод разделения сложных смесей, при котором компоненты по-разному распределяются между двумя фазами. Одна фаза неподвижна и имеет большую поверхность контакта, другая подвижна и в виде потока профильтровывается через неподвижный слой. Неподвижная фаза оформляется в виде колонки или тонкого слоя. Разделяемые вещества растворены в подвижной фазе. Они интенсивно взаимодействуют с неподвижной фазой, ассоциируясь с ней, а поэтому медленно перемещаются в направлении фронта растворителя. Сильно адсорбирующиеся вещества «отстают» от слабо адсорбирующихся веществ. Разделяются вещества в соответствии с их различной скоростью передвижения в колонке или в тонком слое. Таким образом, хроматография – это метод разделения компонентов подвижной фазы (смеси газов, раствора) при ее движении относительно другой неподвижной фазы (слоя адсорбента). В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы различают газовую и жидкостную хроматографию. Неподвижная фаза, применяемая в хроматографировании, может быть твердой и жидкой. В соответствии с этим газовую хроматографию делят на газо-адсорбционную с твердым адсорбентом в качестве неподвижной фазы и газо-жидкостную, в которой неподвижной фазой служит твердый инертный носитель, поры которого заполняют жидкостью. Аналогично жидкостную хроматографию делят на жидкостно-адсорбционную (неподвижная фаза – твердый адсорбент) и жидкостно-жидкостную (обе фазы – жидкие). По природе взаимодействия разделяемых веществ с твердой фазой жидкостную хроматографию классифицируют на молекулярно-адсорбционную (реализуется физическая адсорбция), ионообменную (ионообменная адсорбция), распределительную (в основе – различная растворимость разделяемых компонентов в жидкостях подвижной и неподвижной фаз), осадочную (осадитель в неподвижной фазе с разделенными компонентами образует соединения с различной растворимостью в подвижной фазе), гель-хроматографию (различная проницаемость молекул разделяемых веществ в неподвижную фазу геля обусловлена размерами молекул). Адсорбция, ионный обмен, распределение между фазами различного состава протекают непрерывно при последовательном многократном повторении. По способам оформления метода хроматографию делят на колоночную и плоскостную. Плоскостная в свою очередь включает бумажную и тонкослойную хроматографию (тонкие слои адсорбента нанесены на пластинку из инертного материала). В зависимости от способа передвижения компонентов смеси вдоль неподвижной фазы различают три метода: проявительный (элюационный), вытеснительный и фронтальный. Проявительный (элюационный) метод заключается в том, что смесь веществ сорбируют в верхнем слое неподвижной фазы, а затем через нее пропускают элюент – нейтральный разбавитель, например, инертный газ или вещество, сорбирующееся хуже разделяемых компонентов. В ходе элюирования компоненты выделяются отдельными зонами, которые изолированы друг от друга чистым элюентом. Вытеснительный метод отличается от проявительного тем, что в качестве элюента применяют вытеснитель – вещество, сорбирующееся лучше разделяемых компонентов. При вытеснении разделяемые компоненты смеси выделяются примыкающими друг к другу зонами, выходящими из колонки в порядке увеличения сорбируемости компонентов. При фронтальном методе смесь веществ непрерывно пропускают через неподвижную фазу. Очевидно, что этот метод непригоден для разделения близких по свойствам компонентов и используется обычно для извлечения из смесей сильно адсорбирующихся веществ. Адсорбционная хроматография Аналитические и препаративные методы жидкостной адсорбционной хроматографии основаны на адсорбции жидкостей на твердых адсорбентах. Адсорбционная хроматография основана на молекулярной адсорбции и подчиняется уравнению Ленгмюра. Она использует различие в средних временах жизни в адсорбированном состоянии различных компонентов раствора, т. е. кинетику процесса. Среднее время пребывания молекул вещества в адсорбционном слое tа определяется энергией его адсорбции μ0 – μ(s)0, т. е. разностью химических потенциалов компонента в объеме и на поверхности:  Эта энергия может быть найдена из отношения концентраций компонента на поверхности и в объеме:   .Таким образом,  .Многократное повторение актов адсорбции и десорбции при течении раствора через слой адсорбента приводит к «отставанию» наиболее поверхностно-активных компонентов, что позволяет определить их содержание в исходном растворе или отделить их от других, менее адсорбционно-активных веществ. Отдельные растворенные вещества адсорбируются и образуют зоны адсорбции в виде первичной хроматограммы. При промывании колонки растворителем зоны адсорбции разделяются (проявление хроматограммы). Методы адсорбционной хроматографии широко применяются для фракционирования аминокислот, нуклеиновых кислот, белков и других биополимеров, для выделения различных ферментов и лекарственных препаратов (пенициллина, тетрациклина, алкалоидов и др.). Ход работы: Измельчение исследуемого препарата (крапива). К препарату для экстрагирования хлорофилла добавляется спирт. К смеси добавляется петролейный эфир. т.к. хлорофилл в нем лучше растворим (петролейный эфир – это смесь легких углеводородов (пентанов и гексанов)). Для удаления спирта (т.к. он мешает разделению компонентов на колонке) полученный слой эфира с хлорофиллом (зеленого цвета) промывается несколько раз дистиллированной водой. Экстракт вносится пипеткой в верхнюю часть заранее приготовленной хроматографической колонки (заполненной крахмалом). При перемещении экстракта вдоль колонки происходит его разделение на адсорбционные слои (из-за различной степени адсорбируемости компонентов). Т.к. ксантофиллы слабо адсорбируются, а каротин на крахмале вообще не адсбируется, поэтому для получения зоны адсорбции каротина в нижнюю часть колонки на ватный тампон помещают небольшой слой оксида алюминия. Результаты хроматографии: Результаты разделения смеси представлены на рисунке 1.
Рис.1 Хроматограмма разделения хлорофилла. Твердая фаза – крахмал. Жидкая фаза – петролейный эфир. Хлорофиллин-β (желто-зеленый) Хлорофиллин-α (сине-зеленый) Ксантофилл (светло-желтый) Ксантофилл-α (желтый) Хлорофиллин (серый) Ксантофилл-α (желтый) Каротин (красный) Вывод: В ходе работы было проведено исследование пигментов, содержащихся в листьях крапивы. Исследование заключалось в разделении данных пигметнов методом жидкостно-адсорбционной хроматографии. В результате, из-за различной степени адсорбируемости пигментов, было произведено разделение вдоль колонки на адсорбциооный слои. На основании полученного разделения можно говорить о том, что в листьях крапивы присутствуют все вышеуказанные пигменты. Die Zusammenfassung In dieser Arbeit war die Teilung der Pigmente durchgeführt, die in den Blättern der Brennnessel enthalten sind. Die Pigmente waren von der Methode Adsorptionschromatographie geteilt. Diese Methode beruht auf dem Unterschieden in der Adsorptionsfähigkeit der Stoffe. Die Adsorptionsfähigkeit hängt von der Charakter der untersuchten Stoffe und von der Charakter des Adsorptionskörper. In dieser Forschung war die Stärke als die Stationäre Festphase verwendet. Die Pigmente des Chlorophylls aus den Brennesselblättern waren bei der Petrolether extrahieren. Die Aufgelösten Pigmente waren adsorbiert und die Adsorptionszonen in Form primär Chromatogramm bilden. Die Adsorptionszonen werden bei dem Waschen der der Chromatografierkolonne vom Lösungsmittel geteilt (die Entwicklung der Chromatogramm). So wurde festgestellt, dass der Brennnesselblättern die folgenden Pigmente des Chlorophyll enthält: Chlorophyllin-β; Chlorophyllin-α; Xanthophyll; Xanthophyll-α; Chlorophyllin, Xanthophyll-α; Carotin. Die Methoden Adsorptionschromatographie ist für die Fraktionierung von Aminosäuren, Nukleinsäuren, Proteine und andere Biopolymere verwendet, , um die verschiedenen Enzyme und Medikamente (Penicillin, Tetracyclin, Alkaloide, etc.) zu markieren. резюме В настоящей работе разделение пигментов проводилось, которые содержатся в листьях крапивы. Пигменты разделяют методом адсорбции. Этот метод основан на различия в адсорбции веществ. Адсорбционная емкость зависит от природы вещества и характер этого органа адсорбции. В этом исследовании, крахмала был использован в качестве стационарных твердой фазе. Пигментов хлорофилла из листьев крапивы жгучей были извлечены в эфире нефти. Растворенные пигменты адсорбированных и адсорбции зоны в первую очередь в виде хроматограммы. Адсорбции зоны делятся на мытье Chromatografierkolonne с растворителем (развития хроматограммы). Было обнаружено, что листья крапивы содержат хлорофилл пигменты из следующих действий: хлорофиллин-β; хлорофиллин-α; ксантофилл; α-ксантофилл, хлорофилл, ксантофилл-α, каротин. Метод адсорбции используется для фракционирования аминокислот, нуклеиновых кислот, белков и других биополимеров, для различных ферментов и лекарственных препаратов (пенициллин, тетрациклин, алкалоиды и др.) марки. |