用紙層析法分離鐵離子和銅離子（武義一中劉衛(wèi)捐）-完整精講版課件

1、物質(zhì)的分離和提純課題2 用紙層析法分離鐵離子和銅離子從葉綠體中分離色素一、方法步驟1、 取綠色葉片中的色素 稱取5g綠色葉片，剪碎，放入研缽中。加入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入5mL丙酮，進(jìn)行迅速、充分的研磨，研磨成勻漿。將研磨液迅速倒入小玻璃漏斗中（漏斗基部放一塊單層尼龍布）進(jìn)行過濾。將濾液收集到一個(gè)小試管中，及時(shí)用棉塞將試管口塞緊。2、分離葉綠體中的色素（1）制備濾紙條 取一干燥的定性濾紙，將其剪成長(zhǎng)10cm、寬1cm的濾紙條，在距濾紙條一端1cm處用鉛筆畫一橫線。（2）畫濾液細(xì)線 用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫一條細(xì)而直的濾液細(xì)線。待濾液干后，再畫二三次。（3）分離色素 將層析

2、液倒入燒杯中，將制備好的濾紙條（有濾液細(xì)線的一端朝下）略微斜靠著燒杯的內(nèi)壁輕輕插入到層析液中，注意：不能讓濾液細(xì)線觸到層析液。用培養(yǎng)皿蓋蓋上燒杯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 幾分鐘后，待觀察到濾紙條上出現(xiàn)色素帶的分層現(xiàn)象后，取出濾紙條。觀察濾紙條上出現(xiàn)了幾條色素帶？各是什么色素？ 實(shí)驗(yàn)原理 在紙層析中的流動(dòng)相是指層析液，在毛細(xì)拉力作用下，層析液能不斷由下向上流動(dòng)。固定相是指被吸附在濾紙纖維之間的水分。由于纖維素上的羥基具親水性使這部分水束縛在纖維素周圍，不易擴(kuò)散而成為固定相。 在層析過程中，當(dāng)層析液在毛細(xì)拉力作用下，上升流經(jīng)色素濾液細(xì)線時(shí)，濾液細(xì)線上的色素就相繼融入層析液，隨著層析液上升。葉綠體中的四種色素在層

3、析液中的擴(kuò)散速度不同，層析液的主要成分是石油醚，石油醚是一種脂溶性很強(qiáng)的有機(jī)溶劑，葉綠體中的四種色素在石油醚中的溶解度不同：溶解度最高的是胡蘿卜素，它隨石油醚在濾紙上擴(kuò)散得最快；葉黃素和葉綠素a的溶解度次之；葉綠素b的溶解度最低，擴(kuò)散得最慢。幾分鐘后，四種色素就在擴(kuò)散過程中分離開來。毛細(xì)現(xiàn)象 在潔凈的玻璃板上放一滴水銀，它能夠滾來滾去而不附著在玻璃板上；把一塊潔凈的玻璃板浸入水銀里再取出來，玻璃上也不附著水銀.這種液體不附著在固體表面上的現(xiàn)象叫做不浸潤(rùn).對(duì)玻璃來說，水銀是不浸潤(rùn)液體. 在潔凈的玻璃上放一滴水，它會(huì)附著在玻璃板上形成薄層；把一塊潔凈的玻璃片浸入水中再取出來，玻璃的表面會(huì)沾上一層水

4、.這種液體附著在固體表面上的現(xiàn)象叫做浸潤(rùn).對(duì)玻璃來說，水是浸潤(rùn)液體 毛細(xì)現(xiàn)象 把幾根內(nèi)徑不同的細(xì)玻璃管插入水中,可以看到,管內(nèi)的水面比容器里的水面高，管子的內(nèi)徑越小,里面的水面越高；把這些細(xì)玻璃管插入水銀中,發(fā)生的現(xiàn)象正好相反,管子里的水銀面比容器里的水銀面低，管子的內(nèi)徑越小,里面的水銀面越低. 浸潤(rùn)液體在細(xì)管里升高的現(xiàn)象和不浸潤(rùn)液體在細(xì)管里降低的現(xiàn)象,叫做毛細(xì)現(xiàn)象.毛細(xì)現(xiàn)象液體為什么能在毛細(xì)管內(nèi)上升或下降呢? 液體表面類似張緊的橡皮膜,如果液面是彎曲的,它就有變平的趨勢(shì).因此凹液面對(duì)下面的液體施以拉力，凸液面對(duì)下面的液體施以壓力. 浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管中的液面是凹形的,它對(duì)下面的液體施加拉力,使

5、液體沿著管壁上升,當(dāng)向上的拉力跟管內(nèi)液柱所受的重力相等時(shí),管內(nèi)的液體停止上升，達(dá)到平衡. 同樣的分析也可以解釋不浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管內(nèi)下降的現(xiàn)象. 毛細(xì)現(xiàn)象 在自然界和日常生活中有許多毛細(xì)現(xiàn)象的例子.植物莖內(nèi)的導(dǎo)管就是植物體內(nèi)的極細(xì)的毛細(xì)管,它能把土壤里的水分吸上來.磚塊吸水、毛巾吸汗、粉筆吸墨水都是常見的毛細(xì)現(xiàn)象.在這些物體中有許多細(xì)小的孔道,起著毛細(xì)管的作用. 分離葉綠體色素常用的紙層析法是一種分配層析。 分配層析是利用混合物中各組分在兩種不同溶劑中的分配系數(shù)不同而使物質(zhì)分離的方法。 分配系數(shù)是指一種溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解達(dá)到平衡時(shí)，該溶質(zhì)在兩種溶劑中所具有濃度之比。不同的物質(zhì)因其在

6、各種溶劑中的溶解度不同，因而也就有不同的分配系數(shù)。 分配層析中應(yīng)用最廣泛的多孔支持物是濾紙，其次是硅膠、硅藻土、纖維素粉、淀粉和微孔聚乙烯粉等。一、紙層析法的基本原理 紙層析是以濾紙為隋性支持物。濾紙纖維和水有較強(qiáng)的親和力，能吸收22左右的水，而且其中67的水是以氫鍵形式與纖維素的羥基結(jié)合，在一般條件下較難脫去，而濾紙纖維與有機(jī)溶劑的親和力甚弱，所以一般的紙層析實(shí)際上是以濾紙纖維的結(jié)合水為固定相，以有機(jī)溶劑為流動(dòng)相。 當(dāng)流動(dòng)相沿紙經(jīng)過樣品時(shí)，樣品點(diǎn)上的溶質(zhì)在水和有機(jī)相之間不斷進(jìn)行分配，親脂性強(qiáng)的成分在流動(dòng)相分配的多一些，隨流動(dòng)相移動(dòng)的速度就快一些，而親水性強(qiáng)的成分在固定相中分配的多一些，隨流動(dòng)

7、相移動(dòng)的速度就慢一些。從而使物質(zhì)得到分離和提純。 層析法的最大特點(diǎn)是分離效率高，它能分離各種性質(zhì)極相類似的物質(zhì)。而且它既可以用于少量物質(zhì)的分析鑒定(如紙層析)，又可用于大量物質(zhì)的分離純化制備（如柱層析）。1. 裝置制作 取一支大試管，配一個(gè)合適的橡膠塞。在橡膠塞的下部用小刀切開一條縫，插入回形針以夾持濾紙條（防止濾紙塌落到展開劑中）。在距濾紙條末端約2cm處用鉛筆畫一個(gè)小圓點(diǎn)作為原點(diǎn)。二、用紙層析法分離鐵離子和銅離子2.點(diǎn)層析試樣 取一只表面皿，加入1mL飽和FeCl3溶液和1mL飽和CuSO4溶液，混合后作為層析試樣。用毛細(xì)管蘸取試樣在濾紙條的原點(diǎn)處輕輕點(diǎn)樣（不可戳破濾紙），晾干后再點(diǎn)，重復(fù)35次（樣品太少分離出的斑點(diǎn)不清楚，樣品太多往往出現(xiàn)斑點(diǎn)太大或者拖尾，以至于不易分開），要求留下斑點(diǎn)的直徑小于0.5cm（通常為圓形，無拖尾擴(kuò)散等現(xiàn)象，以免影響分離效果） 。將晾干的濾紙條夾持在橡膠塞下面的回形針上。3.配制展開劑 另取一支試管，加入9mL丙酮和1mL 6mol/L鹽酸，混合均勻，作為展開劑。4.層析操作 用滴管吸取一定量的展開劑，小心地注入大試管底部，注意不要沾到試管壁。將橡膠塞和點(diǎn)有試樣的濾紙條慢慢伸入試管內(nèi)，使紙條末端浸入展開劑中約0.5cm，注意不要讓試樣點(diǎn)接觸展開劑（若試樣點(diǎn)接觸展開劑會(huì)使大部分成分溶于展開劑，導(dǎo)致分離效果極差）。塞緊橡膠