一、實驗目的
1.了解紙上層析的原理、應用以及中學化學課本引進紙上層析實驗的意義。
2.探索做好紙上層析演示實驗的技術關鍵,掌握這個實驗的操作方法。
二、實驗原理:紙上層析是用濾紙作為支持劑(載體)的一種色層分析法,這種方法的基本原理一般認為主要是利用混和物中各組分在流動相和固定相間的分配比的不同而使之分離。
在本實驗中,以濾紙上吸附的水為固定相(濾紙纖維常能吸附20%左右的水),有機溶劑如正丁醇或乙醇(都含有一定比例的水)等為流動相,酚酞、甲基橙混和物或紅、藍墨水混和物為層析試樣。把試樣點在濾紙的原點位置上,當流動相溶劑在濾紙的毛細管作用下,連續(xù)不斷地沿著濾紙前進通過原點時,試樣中各組分便隨著流動相溶劑向前移動,并在流動相和固定相溶劑之間連續(xù)發(fā)生一次又一次的分配。結果,分配比較大的物質移動速度較快,移動的距離較遠;分配比較小的物質移動速度慢,移動的距離較近。這樣,便把試樣中各組分分開聚集在濾紙的不同位置上。這種分離過程叫展開。因此,流動相溶劑又叫做展開劑。
當分離的物質是有色的,如甲基橙,層析后在濾紙上可以直接看出它的色斑。當分離的是無色的物質,如酚酞,就必須用顯色劑使之顯色。無色的酚酞可以用氨水使之顯紅色,所用的氨水就是顯色劑。
紙上層析可用于化學性質相近的混和物的分離,特別適宜于微量物質的分離和鑒別。而且使用的儀器簡單,操作比較容易,重現(xiàn)性好。目前,紙上層析已運用到有機化學、無機化學、生物化學及生理學的定性、定量分析中。例如利用紙上層析法使蛋白質所包含的幾十種氨基酸在一張濾紙上全部分離開;又如在稀有、稀土、放射性元素和核裂解產(chǎn)物等的分離和鑒定上,也用列紙上層析法,都有較好的效果。
為了擴大學生的眼界,提高學生的興趣,在中學化學教材中引入了紙上層析實驗,使學生初步了解用紙上層析分離物質的方法,但只要求做出定性的結果。
三、實驗用品
儀器:
大試管(30mm×200mm)(帶橡皮塞) 5支
移液管(10ml) 2支
大試管架(大孔) 1個
培養(yǎng)皿(直徑8cm) 5只
玻璃毛細管(長 8cm) 2支
剪刀(公用) 小刀(公用)
藥品:
酚酞、甲基橙混和溶液:配制法是取甲基橙、酚酞各0.1g,溶于10ml60%乙醇中。
氨水的正丁醇飽和溶液:配制法是先用濃氨水配制成2∶8稀氨水(2ml濃氨水∶8 ml蒸餾水)40ml,慢慢注入20ml正丁醇中,充分振蕩。靜置后液體分為兩層,上層即氨水的正丁醇飽和溶液。
乙醇與氨水的混和溶液:配制法是用乙醇與1mol/L氨水按體積比2∶1(2 ml乙醇∶1ml1mol/L氨水)混和。市售白酒。
氨化市售白酒:配制方法是用市售白酒與濃氨水按體積比10∶1(10ml市售白酒:1ml濃氨水)混和。
紅藍墨水混合液:配制法是用紅藍墨水按體積比 2∶1(2ml紅墨水∶1ml藍墨水)混和。
濃氨水。
材料:
濾紙:圓形(直徑9cm)慢速、中速、快速定性濾紙各5張;長條形層析濾紙和中速定性濾紙各5條。
鉛筆(公用)。
小鐵釘。
四、實驗步驟
本次實驗使用兩種不同的層析混和物,四種不同的展開劑,兩種不同的展開方法和四種不同規(guī)格的濾紙作支持劑,進行10組(共25次)對比實驗。要注意掌握紙上層析的技術,總結本實驗成功的條件,探索改進實驗的方法。
(一)酚酞和甲基橙混和溶液的紙上層析
1.以氨水的正丁醇飽和溶液作展開劑(氨是顯色劑。本實驗把顯色劑加在展開劑里,配成氨水的正丁醇飽和溶液,目的是為了簡化操作手續(xù),便于使學生直接觀察實驗現(xiàn)象)。
(1)利用長條形濾紙進行層析(上行展開)
分別利用長條形層析濾紙和中速定性濾紙按下列操作進行試驗并對比試驗的效果。
i.準備:取一支帶橡皮塞(塞子底端中間切有一條縫隙)的清潔、干燥的大試管(30mm×200mm)。配合大試管的內徑和管長,裁取一長條濾紙,紙條的寬度比試管的內徑略窄(約24mm);長度按塞子底端到近試管底的距離(約180mm)。(裁取時,要求濾紙的紙紋均勻一致而且沒有斜紋;紙面要清潔而平整;紙邊要剪齊而無紙毛)。
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