نشاط عملي يوّضح كيفية فصل الألوان من الماء والأزهار

2011 تجارب علمية داخل المادة

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

كيفية فصل الألوان من الماء كيفية فصل الألوان من الأزهار الكيمياء

الأهداف

1- توضيح كيفية فصل العناصر الكيميائية.

2- تجريب الكروماتوغرافيا الورقية (الاستشراب على الورق).

 

الأدوات التي تحتاجها

1- منديل ورقي أبيض

2- مقص

 

3- كوب قياس زجاجي

4- كوب أو إناء زجاجي مدرّج

 

5- (دورق)

6– ماء

 

7- قلمان من أقلام التحديد ذات الحبر المائي (بلونين مختلفين)

8- مشبك غسيل

 

خطوات العمل

1- قص قطعة طويلة وضيقة من المنديل الورقي بعرض بوصة واحدة (2.5 سم) تقريباً وطول 4 بوصات (10 سم).

2- صبّ بعناية حوالي بوصة واحدة (2.5 سم) تقريباً من الماء في الإناء الزجاجي المدرّج (الدورق) أو الكوب.

3- ارسم نقطتين بلونين مختلفين وبحجم متساوٍ على مسافة بوصتين (5 سم) من نهاية قطعة المنديل الورقي.

4- استخدم مشبك الغسيل لتثبيت قطعة المنديل الورقي على حافة الكوب أو الإناء الزجاجي بحيث تلامس نهاية المنديل الماء الموجود في الإناء.

5– راقب كيف ينتقل الماء في المنديل نحو الأعلى. ينبغي أن يأخذ الماء أثناء انتقاله تدريجياً كل المواد الكيميائية التي تكوّن لون كل نقطة رسمتها على المنديل. قد تُفاجأ بظهور الألوان المخفية في هاتين النقطتين.

 

ما العمل إذا لم تنفصل الألوان؟

حاول استخدام لون مختلف. فالأسود، على سبيل المثال، يتالف من عدة ألوان ويُعدّ لوناً جيداً لهذه التجربة، كما أن استخدام اللون البني مفيد لهذا الغرض.

أما الألوان الفاتحة فمن الصعب رؤيتها وقد تكون نتائجها ضعيفة، كما يجب أن تتأكد من استعمالك لحبر ذي قوام مائي لأن الأصباغ المائية فقط هي التي تذوب في الماء.

 

يمكن استخدام الكروماتوغرافيا (الاستشراب) لفصل الألوان في كثير من المواد، لكن بعض المواد الكيميائية المكوّنة للألوان غير قابلة للذوبان في الماء.

لذا ينبغي إذابتها في مذيبات أخرى قبل فصلها باستخدام الكروماتوغرافيا على الورق. وفيما يلي تجربة تبين فصل مركّبات الألوان في الأزهار.

 

تحتاج لتنفيذ ذلك:

–  زهرة بألوان زاهية

–  خلّ أبيض

 

–  ملعقة طعام

–  مقص

 

– إناء زجاجي مدرّج (دورق) أو وعاء زجاجي مقعّر ومدوّر (قصعة)

–  مناديل ورقية

– مشبك غسيل

 

1- استخدم مقصاً نظيفاً لقص قطعة طويلة وضيقة من منديل ورقي بطول بوصتين (5 سم)، ثم فتتْ الزهرة إلى قطع صغيرة أو قطّعها بالمقص.

2- ضع كل قطع الزهرة المفتتة في الإناء الزجاجي (الدورق) (الدورق هو إناء زجاجي مدرّج يستعمل في المخابر) وأضف مقدار ملعقة واحدة من الخل. استخدم الملعقة لهرس الزهرة.

3- اغمس قسماً من قطعة المنديل الورقي في الخل، ثم ضع أحد نهايتي المنديل في عجينة الزهرة وثبت النهاية الثانية على حافة الإناء بواسطة مشبك الغسيل بحيث تكون قطعة المنديل الورقي معلقة بشكل مستقيم وتلامس فقط مزيج الزهرة والخل.

 

4- أخرج قطعة المنديل الورقي من الإناء بعد خمس دقائق تقريباً واعصرها بين منديلين ورقيين لإزالة ما أمكن من الخل.

5- سجل على الجزء الجاف من قطعة المنديل الورقي نوع الزهرة التي استعملتها والفترة الزمنية التي تركت خلالها المنديل كي يتشرب الخل. وبإمكانك أيضاً تدوين تاريخ وزمن التجربة كي لا تختلط قطعة المنديل مع غيرها من القطع التي ستجري عليها التجربة ذاتها.

6- اترك المخططات الكروماتوغرافية كي تجف ثم ثبتها على طبق ورق كبير كي تتمكن من مقارنة النتائج. ابحث بدقة عن أي خطوط متطابقة من الأزهار المختلفة.

 

تستطيع الآن إعداد جدول للنتائج المتعلقة بكل زهرة من الأزهار المختلفة التي استعملتها في التجربة بحيث يحتوي كل عمود في الجدول على اسم الزهرة وعدد الخطوط.

قد تكون بعض الخطوط باهتة جداً، ما يجعلك غير واثق تماماً من من وجودها، لذلك من الأفضل أن تسجل الخطوط التي تراها بوضوح، ثم سجل أيضاً لون كل خط والمسافة التي تفصله عن أسفل قطعة المنديل الورقي.

 

تحليل التجربة

تتكّون معظم الألوان، كتلك الموجودة في أقلام الحبر، من أصبغة ملونة متنوعة ممزوجة مع بعضها البعض.

ولجزيئات كل واحد من هذه الأصبغة وزن مختلف، فالأصبغة الموجودة في أقلام الحبر المائي (ذات القوام المائي) تذوب في الماء، لذلك عندما وصل الماء إلى البقع اللونية، قام بإذابة الأصبغة ونقلها إلى المنديل الورقي أثناء امتصاصه للماء.

أما الأصبغة المكوّنة من الجزيئات الأكبر وزناً فقد صعدت أولاً ببطء وانفصلت عن الألوان المكوّنة من الجزيئات الأقل وزناً، وفي النهاية لابدّ أن تحصل على حزم لونية متعددة تمثل كل حزمة منها صباغاً له وزن مختلف.

 

وفي فصل المتابعة عملت الأزهار بالطريقة ذاتها أيضاً. يُكتسب اللون في الأزهار عادة من عدة مركّبات مختلفة ممزوجة مع بعضها. تحتوي معظم الأزهار، على سبيل المثال، على الكلوروفيل (أو «اليخضور» وهو المادة الخضراء الملوّنة في الأزهار)، لكن في العديد من الأزهار يكون الكلوروفيل (اليخضور) الأخضر «مغطى» بمركّبات لونية مختلفة.

يمكنك التعرف إلى بعض المكوّنات الكيميائية في النباتات بسهولة كخطوط لونية على ورق الترشيح عند استخدامك للكروماتوغرافيا الورقية. هناك مادتان كيميائيتان تُكْسِبان النباتات لونها الأخضر: كلوروفيل (آ) وكلوروفيل (ب).

يترك الكلوروفيل (آ) خطاً بلون أخضر داكن، بينما يترك الكلوروفيل (ب) خطاً بلون أخضر فاتح، كما يترك الكاروتين (الجزرين)، وهو المادة الكيميائية التي تعطي الجزر لونه البرتقالي، خطاً برتقالياً، أما اليصفور فيترك لوناً أصفر.

 

إن العديد من هذه المركّبات الكيميائية لا تذوب في الماء لذلك يتعين عليك استخدام الخل من أجل إذابتها.

يمكن استعمال هذه الطريقة لفصل تشكيلة واسعة من المركّبات الملونة، وإذا جرّبت الطريقة ذاتها مع السكاكر الملونة.

لابدّ وأنك اكتشفت أنها تحوي أيضاً مركّبات ملونة يمكن فصلها تبعاً للوزن. ولابدّ أنك اكتشفت أيضاً أن بعض الألوان في السكاكر كانت مشابهة للألوان الموجودة في الأزهار.

 

السكاكر الملونة

تحتوي السكاكر الملونة بألوان زاهية على ملونات غذائية تذوب في الماء، لذلك حاول سحق بعض السكاكر في طبق وامزجها بالماء الدافئ ثم ضع نقطة من هذا المحلول على منديل ورقي وانتظر كي تشاهد الألوان وهي تنفصل.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]