高中生物色素的提取與分離中,為什麼色素溶解度越高跑的越快?

時間 2021-05-11 18:16:37

1樓:六隻正在飛的羊

作為乙個鼓搗色譜理論的磚工,鄙人還是比較有發言權的。

紙層析是一種薄層色譜。其中濾紙為固定相,層析液為流動相。一說紙層析是以濾紙纖維素基質上吸附的水為固定相,也有一說為紙層析是以纖維素本身為固定相。

對於本實驗來說,纖維素和纖維素表面的結合水暴露給色素分子發生相互作用的都是羥基,差別不是很大。本文統稱為固定相。如需驗證,應將濾紙烘乾,並控制環境濕度,或對濾紙進行預處理,得到含水率不同的濾紙,驗證實驗中得到的比移值是否發生變化。

根據色譜定義,薄層色譜的比移值 和液相色譜的保留因子 之間的關係為

……式1

這幾種生物色素的紙層析是可以視為一種分配色譜。

在分配色譜中,兩相間的分配係數 和保留因子 之間的關係為

……式2

其中 為固定相體積, 為流動相體積。分配係數 根據定義為

……式3

其中 為達到平衡時物質在固定相中的濃度, 為達到平衡時物質在流動相中的濃度。

當展開劑爬到濾紙條頂端時,流經濾紙條的展開劑體積和固定相的體積均為定值,所以式2中兩相體積之比為一定值。因此,各色素移動距離的不同(也就是 的不同),取決於該色素在濾紙和展開劑之間的分配係數。

四種種植物色素都是有很長脂肪鏈,整體上非常疏水的物質。固定相和色素之間的相互作用很弱。(各物質結構見文末)可以粗略地認為這幾種色素達到平衡時在固定相中的溶解度相差不大,故其在濾紙和展開劑之間的分配係數主要由這種物質在展開劑中的濃度決定。

根據化學平衡的基本定義,非電解質在溶解沉澱平衡中的溶解度就是這一平衡的平衡常數。又由吉布斯-亥姆霍茲方程 ,溶解度反映了某一物質在溶液中和固態間吉布斯自由能的差值。同一物質在某一相中的溶解度越大,一定量該物質在該相與另一特定相之間達到分配平衡時的的濃度也就越大,因為這一分配係數反映了該物質在兩相間吉布斯自由能的差值。

如果假定各個色素在固定相中的濃度或溶解度相近(這可以由它們之間結構差異很大,相互作用很弱近似得出),那麼就可以根據其分配係數去推測溶解度。

根據上述數學關係可以看出,在紙層析中某一物質比移值越大,其在固定相和流動相間的分配係數 就越小 ,也就是在展開劑中的濃度越大,也即其在展開劑中的溶解度越大。

α-胡羅蔔素

β-胡蘿蔔素

葉黃素葉綠素A

葉綠素B

纖維素參考文獻

Snyder L R, Kirkland J J, Dolan J W. Introduction to modern liquid chromatography[M]. John Wiley & Sons, 2011.

2樓:張喵喵喵喵喵喵

大白話解釋色譜分離:

1,樣品成分對固定相有親和力。

2,樣品成分對流動相有親和力。

3,在流動相流動的過程中,樣品成分受到固定相親和力的阻礙下,跟著流動相往前跑。

所以可以簡單推論出,樣品成分越親固定相,跑的越慢。越親流動相,跑的越快。

親和力是啥?溶解度。

3樓:陸夏製圖

個人理解是溶解的快慢問題,即溶解度高的迅速進層析液跟著走,溶解度低的慢慢進層析液跑得晚。但是這個想法也有漏洞。溶解不是一瞬間完成的,無論進層析液的快慢,溶解都應該是從層析液接觸樣本的一瞬間開始,巨集觀表現應為除胡蘿蔔素之外色素都有一條向上的拖尾,而實際上拖尾並不明顯。

也許不同溶解度有進入層析液的先後順序(而不是快慢),這個我的理論知識不夠。

跑的速度我個人感覺其實也不一樣,證據是跑的越高條帶之間的距離越大。如果速度一樣,胡蘿蔔素跑到2cm時和跑到10cm時距離葉綠素的距離應該是一樣的。跑的速度和溶解度也許也有關係,即溶解度高的相比層析紙來說更親和層析液,不容易被紙「拽住」,所以跑得快,溶解度低的反之。

這個有待化學神仙來解答啦~

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