تا به حال برای شما پیش آمده که با خودتان فکر کنید “دقیقا رنگ این دراژه‌هایی که ما می‌خوریم چیه؟ خطرناک نیست؟” ؟ حداقل برای من که پیش آمده. خبر خوب این است که پاسخ این سوالات، در آزمایش کروماتوگرافی نهفته است. به طور کلی، کروماتوگرافی یکی از گسترده‌ترین مطالب در علم شیمی را به خودش اختصاص می‌دهد. برای انجام این آزمایش جذاب، حتما این مقاله را تا انتها مطالعه کنید.
آزمایش کروماتوگرافی با دراژه
علم شیمی و زیرشاخه‌های آن به قدری گسترده هستند، که می‌توان بی‌شمار کتاب و مقاله را به بخش کوچکی از آن‌ها اختصاص داد. یکی از زیرشاخه‌های بسیار بسیار مهم در علم شیمی، بحث جداسازی مواد است. این مبحث به دلیل اهمیت زیادی که دارد، به یکی از مباحث پایه‌ای و تخصصی در دانشگاه و مدرسه تبدیل شده است. اگر با انواع ترفندهای جداسازی مواد آشنا شویم، دریچه‌ای جدید از آزمایش‌های خیلی جذاب به روی ما باز می‌شود. یکی از این آزمایش‌ها، مربوط به روش جداسازی کروماتوگرافی است که از کاربردی‌ترین روش‌های جداسازی مواد در علم شیمی به شمار می‌رود. با انجام آزمایش کروماتوگرافی، می‌خواهیم رنگ‌های خوراکی‌ای که در تولید دراژه مورد استفاده قرار می‌گیرند را بررسی کنیم. در ادامه مقاله، اول با روش جداسازی کروماتوگرافی آشنا می‌شویم، و سپس آزمایش را مو به مو انجام می‌دهیم. این مقاله علمی را به هیچ وجه از دست ندهید.
کروماتوگرافی چیست؟
در علم شیمی، یکی از مهم‌ترین مباحثی که دانشجویان و دانش‌آموزان باید یاد بگیرند، بحث جداسازی مواد است. فرایند جداسازی، روشی است که یک مخلوط یا محلول از مواد شیمیایی را به دو یا چند ماده تشکیل دهنده تبدیل می کند. جداسازی مواد، کاربردهای فراوانی در انواع صنایع دارد. برای مثال، برای جداسازی و خالص‌سازی طلا از سنگ معدن آن، باید از فرایند‌های جداسازی مخصوص این کار بهره گرفت.
نکته جالبی که در مورد مبحث جداسازی وجود دارد، گستردگی بسیار زیاد آن است. انواع روش‌ها و تکنیک‌ها برای جداسازی مواد وجود دارند که هرکدام برای دانشمندان از اهمیت خاصی برخوردار هستند. مثلا تقطیر، تقطیر جزء به جزء، دیالیز، سانتریفیوژ، تبخیر، تعدادی از روش‌های جداسازی مواد هستند که بحث در مورد آن‌ها در این مقاله نمی‌گنجد.
روشی از جداسازی مواد که در این مقاله قصد داریم در موردش صحبت کنیم، کروماتوگرافی است. در آزمایش کروماتوگرافی، مخلوط به صورت مایع یا گاز، از یک لوله یا صفحه می‌گذرد. از آن جایی که اساس کروماتوگرافی، چسبندگی مواد تشکیل دهنده است (یک سری مواد دوست دارند تا به صفحه خاصی بچسبند ولی یک سری مواد دیگر دوست ندارند!)، سرعت مواد تشکیل دهنده مخلوط در عبور از صفحه یا لوله متفاوت است. همین اختلاف چسبندگی باعث جداسازی مواد می‌شود. مثلا در مخلوط A، دو ماده B و C وجود دارند که چسبندگی آن‌ها متفاوت است. این اختلاف چسبندگی مواد تشکیل دهنده، موجب می‌شود تا در هنگام گذر از صفحه جداسازی، دو ماده B و C از هم جدا شوند.
تصویری از کروماتوگرافی کاغذی
پیش به سوی آزمایش
برای اجرای آزمایش، به وسایل مخصوص نیاز داریم.
وسایل مخصوص آزمایش کروماتوگرافی با دراژه: دراژه (ترجیحا برند M&M) – فیلتر قهوه – یک عدد لیوان – آب – نمک طعام – مداد – خلال دندان – ظرف یا فویل (ترجیحا فویل)
اجرای آزمایش به صورت گام به گام
وقتی وسایل را تهیه کردیم، می‌توانیم آزمایش کروماتوگرافی را انجام دهیم.
گام اول
فیلتر قهوه معمولا دایره‌ای شکل است. برای راحت‌تر شدن آزمایش، بهتر است که فیلتر را به شکل مربعی بُرش بزنیم. سعی کنید تا یک مربع 8 در 8 سانتی متر ایجاد کنید.
گام دوم آزمایش کروماتوگرافی
با استفاده از مداد (تاکید می‌کنیم که فقط از مداد استفاده کنید)از لبه یک طرف کاغذ یک خط را رسم کنید تا به طرف دیگر کاغذ برسد. سپس به تعداد دراژه‌هایی که می‌خواهید استفاده کنید، نقاطی را روی این خط رسم کنید. دقت کنید که این نقاط باید با فاصله معینی نسبت به همدیگر در کنار هم قرار بگیرند. اگر دوست داشتید در بالای هر نقطه، رنگ دراژه مورد نظر را بنویسید. لازم نیست که رنگ را به طور کامل بنویسید. مثلا به جای رنگ سبز، بنویسید “س”.
گام سوم
حالا باید یک فویل یا یک ظرف را آماده کنید (فویل بهتر است). به تعداد دراژه‌ها، قطره‌های آب را روی فویل بریزید. سعی کنید که قطرات به صورت هم حجم و هم اندازه باشند و در فاصله مشخصی از یکدیگر قرار بگیرند. حالا هر کدام از دراژه‌ها را روی قطرات آب قرار دهید. حدود 1 دقیقه باید صبر کنید تا رنگ دراژه خارج، و وارد آب شود. پس از 1 دقیقه انتظار، دراژه‌ها را از روی قطرات آب بردارید.
گام چهارم
این گام از آزمایش کروماتوگرافی، به دقت بیشتری نیاز دارد. یک خلال دندان تمیز را به رنگ آغشته کنید، و سپس رنگ را بر روی نقطه‌ی روی فیلتر قهوه قرار دهید. برای قرار دادن هر رنگ بر روی نقطه خودش، از یک خلال دندان مجزا و تمیر استفاده کنید. حواستان باشد که هر چه حجم رنگ کمتر باشد بهتر است. برای مدتی صبر کنید تا رنگ و فیلتر خشک شوند. پس از خشک شدن فیلتر، دو بار دیگر مراحل را از اول طی کنید.
گام پنجم آزمایش کروماتوگرافی
در این مرحله از آزمایش کروماتوگرافی، باید محلول نمک در آب را آماده کنیم. برای این کار، یک لیوان آب را به همراه نمک در کاسه بریزید و خوب مخلوط کنید. اندازه نمک باید به اندازه 8/1 تا 16/1 قاشق چای خوری باشد. پس میزان نمک باید خیلی کم باشد. وقتی که محلول را به خوبی ساختید، مقدار خیلی کمی از آن را دوباره در لیوان بریزید.
گام ششم
فیلتر قهوه را بردارید. آن را از قمسمت زیر رنگ‌ها، کمی وارد آب کنید. خیلی دقت کنید که آب با رنگ‌ها برخورد نکند. اگر آب حتی یک ذره رنگ‌ها را لمس کند، آزمایش خراب می‌شود. وقتی که فیلتر وارد شود، یک پدیده به اسم “اثر مویینگی” (بحث در مورد اثر مویینگی خودش به یک مقاله گسترده نیاز دارد!) موجب می‌شود تا محلول آب و نمک به سمت بالا و رنگ‌ها حرکت کند. همانطور که محلول از رنگ‌ها عبور می‌کند، فرایند جداسازی هم صورت می‌گیرد. اینجا است که یک اتفاق بسیار جالب رخ می‌دهد. وقتی کمی از فرایند بگذرد، متوجه می‌شوید که رنگ بعضی از دراژه‌ها، تبدیل به چند رنگ دیگر می‌شود. علت این پدیده هم این است که بعضی از رنگ‌ها، میل بیشتری به چسبندگی به کاغذ یا فیلتر دارند و دیگر رنگ‌ها، ترجیح می‌دهند تا به آب بچسبند.
گام هفتم آزمایش کروماتوگرافی
وقتی که محلول آب و نمک تا مقداری بالاتر رفت، فیلتر را از لیوان بیرون بی‌آورید و روی یک سطح تمیز و صاف قرار دهید تا خشک شود. وقتی فیلتر قهوه خشک شد، نتیجه آزمایش کروماتوگرافی را برای رنگ‌های مختلف دراژه مقایسه کنید. اینجا است که می‌فهمید رنگ تعدادی از دراژه‌ها با رنگ آزمایش مغایرت دارد ولی تعدادی دیگر اینگونه نیستند. دلیل این اتفاق هم این است که در بعضی از دراژه‌ها از چند رنگ مختلف استفاده شده تا یک رنگ خاص ساخته شود.
آزمایش ما به اتمام رسید!
و اما، هدف از انجام آزمایش کروماتوگرافی بالا چه بود؟
این آزمایش کاربردهای زیادی دارد. مثلا می‌فهمیم که چه رنگ‌هایی در ساختار یک ماده وجود دارند. یا اینکه متخصصان با استفاده از این رنگ‌های جدا شده، می‌توانند به مواد تشکیل دهنده مخلوط پی ببرند. راستی! آزمایش کروماتوگرافی با ماژیک، انواع غذاها و یا حتی مواد شونیده هم امکان پذیر است.
از انجام این آزمایش لذت بردید؟
نویسنده: عجیب تو جیب
هرگونه کپی برداری از محتوا تنها با ذکر نام “عجیب تو جیب” و “درج لینک دقیق محتوا” در سایت مجاز است و در غیر این صورت و مشاهده آن پیگرد قانونی دارد.
