Šarena hromatografija: Kojim se bojama boje M&M’s bombone?

Naučni detektivski projekat: Koje boje se koriste za bojenje M&M’s bombona?

Šta vam je potrebno za ovaj eksperiment?

• M&M’s bombone svake boje
• hromatografski papir ili filter papir za kafu (može se kupiti u bilo kom supermarketu, cena do 500 dinara)
• so (sitna, jodirana)
• staklena čaša do 500 ml
• bokal (plastični)
• Petri šolja ili stakleni tanjirić
• voda
• makaze
• špric od 10 ml
• lenjir
• grafitna olovka
• štapić za ražnjiće
• štipaljka za papir
• tajmer na telefonu

Kako se sprovodi eksperiment?

Prvi korak podrazumeva pripremu hromatografskog papira ili filter papira, koji je najbolje iseći širine 2,5 cm, a dužine 12 cm. Broj papira zavisi od broja boja bombona koje testirate.

Drugi korak podrazumeva da se pomoću grafitne olovke nacrta linija koja je 2,5 cm iznad donje granice hromatografskog papira. Ovo je graničnik na čijoj polovini će se postaviti ekstrahovana boja M&M’s bombona. Na gornjem kraju papira napišite grafitnom olovkom boju bombone.

U daljem koraku sledi ekstrahovanje boje, tako što se u Petri šolji ili staklenom tanjiriću stavi jedna malo veća kap vode pomoću šprica i na nju bombona. Ovaj postupak ponoviti za svaku boju bombone i držati ih 3 minuta u ovom položaju, a zatim još 3 minuta sa druge strane bombone. Nakon navedenog perioda, skloniti bombonu i primetićete da se boja ekstrahovala iz spoljašnjeg obojenog sloja.

Potom dobijenu boju prebaciti na filter ili hromatografski papir, i to na obeleženo mesto, i ostaviti da se osuši kratko. Postupak ponoviti dok se ekstrahovana boja u potpunosti ne prenese na papir, da bi se dobila veća koncentracija boje, i samim tim i bolji rezultati. Ovaj postupak ponavljate za sve boje. Za prebacivanje boje možete koristiti i špric.

Nakon što se boja osušila na papiru, pristupate pravljenju rastvora za hromatografsku separaciju. U plastični bokal sipati 1l vode, u koji je potrebno rastvoriti 1 gr soli (dakle izuzetno malu količinu soli). A zatim sipati rastvor u čašu od 500 ml tako da dubina rastvora bude oko 2,5 cm.

Nadalje je potrebno gornju stranu papira zakačiti štipaljkom za štapić za ražnjiće i staviti u posudu sa rastvorom (tako da izgleda kao da lebdi), pri čemu dobro proveriti da boja nije uronjena u vodu, dok donje ivice papira mogu biti u vodi.

Pošto je eksperiment postavljen, sad kreće hromatografska separacija, koja u zavisnosti od vrste papira može trajati i nešto više od 30 minuta. Nakon što se razdvajanje boja završi, možete obeležiti gornju granicu putovanja boje i vode i tako formirati hromatogram. Hajmo da vidimo šta se desilo u ovom eksperimentu sa naučne strane.

Šta nauka kaže?

Hromatografija obuhvata grupu tehnika koje razdvajaju različite komponente u složenom rastvoru, i sastoji se od mobilnog elementa (tečnost u kojoj su komponente rastvorene) i stacionarnog aspekta (materijal kroz koji se tečnost kreće). U okviru ovog eksperimenta, voda u kojoj je rastvorena so je mobilna faza, a papir je stacionarna faza. Eksperiment je pokazao da različiti pigmenti boja se mogu razdvojiti na osnovu njihove rastvorljivosti ili sposobnosti da se rastvore u vodi, pa otuda što je pigment rastvorljiviji, to će se lakše rastvoriti u mobilnoj fazi, a time i dalje putovati.

Takođe, u ovom eksperimentu se deca/učenici mogu upoznati sa pojmom faktora zadržavanja (Rf vrednost), koji predstavlja odnos između udaljenosti putovanja komponente i udaljenosti do koje mobilna faza (rastvarač) putuje od zajedničke početne tačke (linije koju ste nacrtali na trakama).

Rezultati papirne hromatografije M&M’s bombona bi trebalo da pokažu da je plava boja napravljena od kombinacije različitih nijansi plave boje, da crvene bombone imaju dve različite crvene boje u sebi, a da zelena ima plavu i žutu boju. Ostavićemo vam da zajedno sa decom/učenicima otkrijete koje boje prave ljubičastvu, braon i roze boju bombona.

Još ideja za zanimljivu istraživačku nastavu 

1. Nakon što su deca/učenici naučili šta je hromatografija, možete istraživati kreatanje boja kroz različite mobilne faze (obična voda, slatka voda, alkohol).
2. Možete testirati različite vrste bombona i upoređivati njihove hromatograme, kreatanje kroz mobilnu faze, ali i upoređivanje vrsta bombona sa vrstama mobilne faze.
3. Možete i pojesti bombone nakon eksperimenta 🙂

Želite da vam šaljemo još ovakvih eksperimenata? Pridružite se STEM zajednici, klikom na link OVDE i pronađite ideje koje će vašu nastavu učiniti prezanimljivom