المحتوى
يحدد اللوني المواد الكيميائية المختلفة بناءً على خواص وتنقل الجزيئات في المركب الجاري تحليله. يتيح الفصل اللوني للعلماء فصل السوائل والغازات التي تتراوح من البترول والحمض النووي إلى أحبار الكلوروفيل والقلم. يمكن للطلاب أيضًا استخدام اللوني للتجارب والمشاريع الترفيهية.
اللوني المحدد
"Chromat-" يأتي من الكلمة اليونانية "chroma" ، والتي تعني اللون. يأتي "-Graphy" من اللاتينية "-graphia" أو "graphein" اليونانية ويعني (لكل Merriam-Webster) الكتابة أو التمثيل بطريقة (محددة) أو عن طريق (محدد) أو عن طريق كائن (محدد). " لذلك ، فإن الكروماتوجرافيا تعني الكتابة أو التمثيل بالألوان. ينص تعريف أكثر رسمية من Merriam-Webster على أن الفصل اللوني هو "عملية يتم فيها فصل خليط كيميائي يحمله سائل أو غاز إلى مكونات نتيجة للتوزيع التفاضلي للمواد المذابة أثناء تدفقها حول أو فوق سائل ثابت أو صلب مرحلة."
حدود اللوني
اللوني يعمل بسبب الاختلافات في خصائص الجزيئات في المواد. بعض الجزيئات ، مثل الماء ، لها قطبية ، لذلك فهي تعمل مثل المغناطيس الصغير. بعض الجزيئات هي أيونية ، وهذا يعني أن الذرات يتم تجميعها معًا بواسطة اختلافات الشحنة ، مرة أخرى مثل المغناطيسات الصغيرة. بعض الجزيئات تختلف في الشكل والحجم. هذه الاختلافات في الخصائص الجزيئية تسمح للعلماء بفصل المركبات إلى جزيئات فردية باستخدام اللوني.
اللوني يعتمد أيضا على حركة الجزيئات. وبعبارة أخرى ، فإن قدرة الجزيئات التي يتم نقلها تحدد ما إذا كان يعمل اللوني. يتطلب وضع الجزيئات في الطور المتحرك إما إذابة المادة في مذيب أو وجود المادة في مرحلة سائلة أو غازية. إذا تم استخدام مذيب ، يعتمد المذيب على المادة المراد فصلها. يمكن دفع أو سحب الخلائط السائلة والغازية عبر مادة تمتص الجزيئات أثناء مرورها. بغض النظر عن المواد التي يجري تحليلها ، لكي تعمل المادة اللونية ، يجب أن يكون لها مرحلة متنقلة.
لماذا يعمل اللوني
على الرغم من اختلاف تقنيات اللوني ، إلا أنها تعتمد جميعها على مزيج من الاختلافات الجزيئية وتنقل المواد. يعمل اللوني عبر تمرير المادة المذابة أو السائل أو الغاز عبر مادة المرشح. تنفصل الجزيئات إلى طبقات بينما تمر الجزيئات عبر المرشح. تعتمد آلية الفصل على طريقة الترشيح ، والتي يتم تحديدها حسب أنواع الجزيئات التي سيتم فصلها. ولكن بغض النظر عن الطريقة المستخدمة ، تنتقل الجزيئات بمعدلات مختلفة من خلال المرشح ، فتفصل الجزيئات إلى طبقات تظهر غالبًا كخطوط ملونة في مادة المرشح.
بشكل عام ، تنتقل الجزيئات الكبيرة أو الأثقل عبر مادة المرشح بشكل أبطأ من الجزيئات الأصغر أو الأخف وزنا. تنفصل الجزيئات أثناء تحركها لأنها تتحرك بسرعات مختلفة ، تسقط مثل الرواسب المتساقطة من الماء مع انخفاض حجم أو طاقة الماء.
عينة مشاريع اللوني
في حين أن العديد من اختبارات اللوني تتطلب معدات وتقنيات خاصة ، يمكن استخدام اللوني في بعض التجارب المنزلية والمدرسة باستخدام مواد بسيطة.
تحليل حبر القلم
يستخدم العرض التوضيحي البسيط للفصل اللوني مرشحات القهوة ومجموعة متنوعة من أقلام التحديد. إذا كانت الأقلام تستخدم أحبار قابلة للذوبان في الماء ، فإن المذيب المستخدم هو الماء. إذا كانت العلامات تستخدم حبرًا دائمًا ، فغالبًا ما يعمل كحول الأيزوبروبيل كمذيب. ابدأ بتسوية مرشح القهوة. ضع فلتر القهوة على طبق يمكن التخلص منه أو مواد أخرى لمنع تلطيخ الأسطح الكامنة. استخدم مجموعة متنوعة من الأقلام لإنشاء نقاط حول الجزء الأوسط من المرشح. أضف الماء أو الكحول إلى وسط فلتر القهوة. ملعقة صغيرة يعمل بشكل جيد لهذا الغرض. لا تضيف ما يكفي من السائل لإنشاء بركة. يجب أن يتوسع الماء أو الكحول من المركز. عندما ينتقل السائل من المركز ، ستذوب الأحبار وتتحرك للخارج من الوسط. تنفصل الصبغات المختلفة الموجودة في الأحبار وتنفذ من بقعة الحبر الأولية وترسب في صفوف بناءً على جزيئات الصبغة.
الكلوروفيل
يفصل مشروع الفصل اللوني أكثر تعقيدًا ولكنه مثير للاهتمام أيضًا الكلوروفيل الموجود في الأوراق. الكلوروفيل يحدث في أوراق النباتات. على الرغم من أن الكلوروفيل أخضر ، إلا أن معظم الأوراق تحتوي أيضًا على أصباغ إضافية مثل الكاروتينات ، التي تخلق الألوان الحمراء والبرتقالية التي تراها في الخريف. يتم الكشف عن هذه الكاروتينات والأصباغ الأخرى عندما يتحلل الكلوروفيل الأخضر ، وهذا هو السبب في أن أوراق النباتات المتساقطة تظهر ألوانًا مختلفة في الخريف. ابدأ بتحديد عدة أوراق خضراء. سحق الأوراق ونقع القطع في الكحول الآيزوبروبيل أو الأسيتون (وتسمى أيضا بروبانون). الكلوروفيل سيتسرب من الأوراق ويحول السائل الأخضر.
تحذيرات
لفصل الأصباغ ، قم بقطع شريط عريض بوصة من مركز مرشح القهوة بالارض أو استخدم ورق كروماتوجرافي. قم بربط أحد طرفي الورقة بالقلم الرصاص. صب حوالي 1 بوصة من السائل في وعاء أقصر قليلاً من شريط الورق. ضع القلم الرصاص أعلى الحاوية بحيث يكون الجزء السفلي من الورقة في السائل. سيرتفع السائل في الورقة بسبب الحركة الشعرية ، يحمل الكلوروفيل وجزيئات الصباغ الأخرى. عندما يتبخر السائل ، تترك الجزيئات خلفها على الورق ، مما يخلق خطوطًا من الصباغ. قم بإزالة الورق عندما تصبح الخطوط مميزة لأنه إذا تم ترك الورقة لفترة طويلة ، فسيحمل السائل في النهاية جميع جزيئات الصبغة إلى أعلى الورقة.