この実験について
黒インクで書かれた身代金要求のメモが見つかり、容疑者4人はそれぞれ異なる黒いペンを持っています。インクの多くは複数の染料が混ざったもので、ペーパークロマトグラフィーで分離できます。溶媒が紙に染み込み、各染料を運びます。紙に付着しにくく、溶媒によく溶ける染料ほど遠くまで移動します。鉛筆で引いた基線上にメモのインクと4本のペンのインクを点着し、紙を水またはエタノールに入れて展開します。Rf値を測定し、メモを書いたペンを特定しましょう。
学習目標
- ペーパークロマトグラフィーの準備方法を説明し、それぞれの注意事項の理由を説明する
- 溶媒への溶けやすさと紙への引きつけられやすさという観点から、分離の仕組みを説明する
- 測定した距離からRf値を計算する
- クロマトグラムを使って混合物の成分を特定し、未知試料と照合する
- 溶媒が結果に影響する理由を説明する
使い方
- 1実験を始める前に予想しましょう。それぞれの黒インクは1つのスポットのままですか、それとも分離しますか？
- 2溶媒に水を選んで「実行」を押します。溶媒前線を観察しましょう。一定の速さで上昇していますか？
- 3実験が終わったら、各レーンのスポットの数を数えます。混合物なのはどのインクですか？
- 4スポットをタップして測定します。各スポットが移動した距離と溶媒前線が移動した距離を記録し、Rf値を計算します。
- 5メモXを書いたペンを判断して選びます。色だけでなく、Rf値を使って根拠を説明します。
- 6エタノールを使って実験を繰り返します。今度はどの色素が最も遠くまで移動しますか？順序が変わるのはなぜですか？
- 7ミスをオンにします。溶媒が基線より上にあると、スポットはどうなりますか？
モデル
前提条件
- Rf値は説明用のもので、よく分離するように選ばれています。実際の値は、紙、温度、溶媒の正確な組成によって異なります。
- 各色素は紙を上昇する間、同じRf値を保ちます。実際の紙と同じように、スポットは移動するにつれて広がります。
- 基線は溶けない鉛筆で引きます。溶媒前線が紙の上端から1 cmのところまで達したら、実験を終了します。
- 溶媒が基線を覆うと、色素は上昇する代わりに、容器内の溶媒に溶けてしまいます。
授業で試してみましょう
- Q1スポットが 4.2 cm 移動し、溶媒前線が 10.5 cm 移動しました。このスポットの Rf 値はいくつですか？
- Q2基準線はなぜインクではなく鉛筆で引くのですか？
- Q3溶媒の液面を基準線より下にしなければならないのはなぜですか？
- Q4ある物質が水中で基準線にとどまっています。その理由を考え、移動させるには何を変えればよいか提案してください。
- Q5展開中に容器にふたをすることが多いのはなぜですか？
よくある質問
色だけでなく、Rf 値を比べるのはなぜですか？
異なる染料でも色が非常によく似ていることがあります。2つの染料が同じ物質である可能性が高いと言えるのは、同じ溶媒中で同じ Rf 値を示す場合に限られます。できれば複数の溶媒で確認します。
固定相と移動相とは何ですか？
固定相は紙（より正確には、セルロース繊維に保持された水）です。移動相は紙の中を上昇する溶媒です。それぞれの物質は2つの相の間に分配され、そのバランスによって Rf 値が決まります。
純粋な物質から複数のスポットが生じることはありますか？
いいえ。純物質は、どの溶媒を使っても1つのスポットだけを示します。複数のスポットがあれば混合物ですが、偶然に2つの物質が同じスポットを示すこともあるため、スポットが1つだけでも純粋であるとは証明できません。