关于此实验
一张勒索信是用黑色墨水写的，四名嫌疑人各自有一支不同的黑色钢笔。大多数墨水是由几种染料混合而成的，可以用纸色谱法将它们分离。溶剂渗入纸中，并带着每种染料一起移动；不太容易附着在纸上、且更易溶于溶剂的染料会移动得更远。在铅笔画出的基线上点上信件墨水和四支钢笔的墨水，将纸放入水或乙醇中展开。测量 Rf 值，找出写这封信的钢笔。
学习目标
- 描述如何设置纸色谱实验，并解释每项注意事项
- 从染料在溶剂中的溶解性以及染料对纸的吸引力这两个方面解释分离过程
- 根据测量的距离计算 Rf 值
- 利用色谱图确定混合物的成分，并匹配未知样品
- 解释为什么溶剂会影响结果
使用方法
- 1实验开始前先预测：每种黑色墨水会保持为一个斑点，还是会分离成多个斑点？
- 2选择水作为溶剂并按下“运行”。观察溶剂前沿，它上升的速度稳定吗？
- 3实验结束后，数一数每条泳道中的斑点。哪些墨水是混合物？
- 4点击斑点进行测量。记录每个斑点和溶剂前沿移动的距离，并计算 Rf 值。
- 5判断是哪支笔写了便条 X，并选择它。用 Rf 值而不只是颜色来说明你的依据。
- 6用乙醇重复实验。这次哪种染料移动得最远？顺序为什么会改变？
- 7开启错误设置：溶剂高于基线。斑点会发生什么变化？
模型
假设
- 这些 Rf 值仅作示意，并经过选择以实现良好的分离。实际数值取决于纸张、温度和溶剂的具体成分。
- 每种染料在纸上升过程中始终保持相同的 Rf 值。斑点会随着移动而扩散，就像在真实纸张上一样。
- 基线用不会溶解的铅笔绘制。当溶剂前沿到达距纸张顶部 1 厘米处时，停止实验。
- 如果溶剂覆盖了基线，染料就会溶解在容器中的溶剂里，而不会向上移动。
在课堂上试试这个实验
- Q1一个斑点移动了 4.2 cm，而溶剂前沿移动了 10.5 cm。它的 Rf 值是多少？
- Q2为什么基线要用铅笔而不是墨水笔画？
- Q3为什么溶剂液面必须低于基线？
- Q4一种物质在水中停留在基线上。请推测原因，并说明可以改变什么来使它移动。
- Q5展开过程中为什么通常要给容器盖上盖子？
常见问题
为什么要比较 Rf 值，而不只是比较颜色？
不同染料的颜色可能非常相似。只有当两种染料在相同溶剂中具有相同的 Rf 值时，才有可能是同一种物质；最好还要用不止一种溶剂进行验证。
什么是固定相和流动相？
固定相是纸（更准确地说，是纤维素纤维中吸附的水）。流动相是沿纸向上移动的溶剂。每种物质都会在这两个相之间分配，这种平衡决定了它的 Rf 值。
纯物质会产生不止一个斑点吗？
不。纯物质在任何溶剂中都只会出现一个斑点。出现多个斑点意味着样品是混合物，不过两种物质可能偶然出现在同一个位置，因此只有一个斑点并不能证明样品是纯净的。