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1、實(shí)驗(yàn)2菠菜中色素的提取和分離揚(yáng)州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院張磊091301223一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.了解分離與提純過程在科學(xué)研究和生產(chǎn)生活中的應(yīng)用;2.掌握分離與提純實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路和方法;3.掌握菠菜中色素提取的原理,步驟和影響因素;二.實(shí)驗(yàn)原理:1.葉綠體中的色素是有機(jī)物,不溶于水,易溶于乙醇等有機(jī)溶劑中,所以用石油醚、乙醇等能提取色素。2.本實(shí)驗(yàn)選用的是吸附色譜,氧化鋁作為吸附劑(極性),色素提取液為吸附液,色素提取液中各成分極性大小為:葉綠素b(黃綠色)>葉綠素a(藍(lán)綠色)>葉黃素(黃色)>β-類
2、胡蘿卜素(橙色)。3.柱層析法的分離原理是根據(jù)物質(zhì)在氧化鋁上的吸附力不同而使各組分分離。一般情況下極性較大的物質(zhì)易被吸附,極性較弱的物質(zhì)不易被吸附,所以由上到下為:葉綠素b(黃綠色),葉綠素a(藍(lán)綠色),葉黃素(黃色),β-類胡蘿卜素(橙色)。三、實(shí)驗(yàn)材料:儀器:研缽、分液漏斗、層析柱(20×10cm),表面皿,普通漏斗,量筒試劑:石油醚、乙醇(95%)、菠菜葉、丙酮(化學(xué)純)、中性氧化鋁,無水硫酸鈉四、實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容【探究:菠菜(或青菜)的處理方式】(1)小組討論處理菠菜的各種方式,然后按照“
3、手撕”,“劃幾刀,再手撕”,“剪成丁狀”,“剪碎后稍加研磨”,“研磨成漿”共五種方式分為五組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),最后確定控制菠菜葉取25克,加入有機(jī)溶劑15mL(9mL石油醚+6mL乙醚),浸泡時間取25min為統(tǒng)一條件;(2)開始分組實(shí)驗(yàn),各自處理好各組的菠菜,放置在燒杯中,加入15mL有機(jī)溶劑并蓋上表面皿浸泡25min。3(3)在浸泡的時間內(nèi)開始裝柱,首先在滴管下口裝上橡皮管并夾上彈簧夾(夾緊),在管的出口處放入一小撮棉花,在棉花上放置已剪好的和滴管內(nèi)徑一般大小的圓形濾紙,然后用普通漏斗往里面裝入中性
4、氧化鋁,最后在氧化鋁上再加上和滴管內(nèi)徑一般大小的圓形濾紙,夾在鐵架臺上備用。(4)25min后,把浸取液用紗布過濾,濾液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,加等體積的水洗一次,棄去下層的水-乙醇層。石油醚層再用等體積的水洗二次。有機(jī)相用無水硫酸鈉干燥后轉(zhuǎn)移至燒杯中做柱層析分離。(5)把得到的葉綠素分幾次倒入柱中,緩慢放開彈簧夾,再用9:1的石油醚—丙酮溶液滴加,一段時間后在層析柱上出現(xiàn)了一條條的不同顏色的條紋,即葉綠素b,葉綠素a,葉黃素,β-類胡蘿卜素實(shí)現(xiàn)分離。五、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與總結(jié)組別“手撕”“劃幾刀,再手撕”“
5、剪成丁狀”“剪碎后稍加研磨”“研磨成漿”現(xiàn)象總結(jié):菠菜的前提處理對提取色素非常重要,當(dāng)菠菜磨得越碎,有機(jī)溶劑溶解的色素就越多,但當(dāng)菠菜研磨成漿的時候,雖然溶解色素很多,但其中混有很多細(xì)小的纖維素,對過濾的時候不方便,會堵在漏斗口,用紗布過濾時又不能完全除去,對實(shí)驗(yàn)的后續(xù)操作有很大影響。所以菠菜要研磨時只可適當(dāng),不可研磨得太爛而成湖狀。六、實(shí)驗(yàn)主意事項(xiàng)1.分液時注意有機(jī)層和水層的選??;2.裝柱時邊裝邊輕輕敲打,使其嚴(yán)實(shí);3.實(shí)驗(yàn)后回收玻璃滴管和螺旋夾。4.萃取時不要劇烈振蕩,以防止發(fā)生乳化現(xiàn)象。3
6、七、問題與討論1.實(shí)驗(yàn)時為什么要準(zhǔn)備紗布過濾?答:過濾時不要使用濾紙而使用紗布,否則纖維素會堵在漏斗口,不容易分離。2.在完成實(shí)驗(yàn)分離時,黃色不是很明顯,為什么?答:當(dāng)有顏色在柱上顯現(xiàn)出來時,黃色的葉黃素不是很明顯,由于葉黃素易溶于醇而在石油醚中溶解度較小,從嫩綠菠菜得到的提取液中,葉黃素含量很少,柱色譜中不易分出黃色帶。3.在用柱分離時,柱中的填料會發(fā)生斷層,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因?答:為了保持柱子的均一性,使整個吸附劑浸泡在溶劑或溶液中是必要的,否則當(dāng)柱中溶劑或溶液流干時,就會使柱身干裂,影響滲
7、透和顯色的均一性。因此要保證整個裝樣過程中溶劑要高于三氧化二鋁的表面。4.有的同學(xué)實(shí)驗(yàn)不是很成功,當(dāng)把色素倒入柱中時,未出現(xiàn)分層,而是聚集在一起的原因?答:這與層析柱填裝緊密與否有關(guān),若各部分松緊不勻,會影響滲透速度和顯色的均勻。因此壓緊填料,色素分離不開;也不要過慢,使柱裝得太松,導(dǎo)致層析過程中,填料床高度下降,色素洗脫很慢。5.分液時水洗的目的是什么?答:除去有機(jī)相中少量的乙醇和其它水溶性物質(zhì)。6.為什么要提取自然色素?答:合成色素大都對人體健康有害,所以從植物中提取色素是人類需要攻克的難題
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