綠葉中色素的提取與分離實驗的四步改進

“綠葉中色素的提取與分離”實驗的目的是通過實驗操作，使學(xué)生對綠葉中色素的種類及含量有直觀感性的認(rèn)識。

根據(jù)以往經(jīng)驗，學(xué)生實驗失敗的原因有：研磨不充分，畫線粗而不均勻，層析時濾紙條貼壁或誤加其他試劑污染了層析液。現(xiàn)針對研磨、畫線、層析等步驟，對此實驗作出四點探究與改進。下面所用材料皆為白菜葉，層析液皆采用石油醚、丙酮、苯(20：2：1)配方。

1 研磨方法的改進——兩步研磨法

1.1 操作步驟

采用課本的方法將試劑全部加入再研磨，會使研缽內(nèi)液體較多，不易著力，容易導(dǎo)致研磨不充分。過濾得出的濾液呈淡綠色，使分離的色素帶顏色過淺。

研磨時加入二氧化硅有助于研磨充分，加入碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞，加入無水乙醇為了溶解與提取色素。針對三種試劑的作用，可減少用量，分次加入，兩步研磨，以更好地提取葉綠素。具體步驟如下：

(1)稱取3g綠葉，剪碎，放入研缽。

(2)加入少量二氧化硅及碳酸鈣，研磨至初步呈糊狀。

(3)加入5mL無水乙醇。

(4)研磨至均勻后，靜置2min。

(5)過濾。

1.2 結(jié)果討論

分兩步研磨，第一步有利于研磨充分，省時省力。待綠葉初步呈糊狀再加入無水乙醇繼續(xù)研磨，并適當(dāng)靜置，有利于葉綠素充分溶解到乙醇中，得出的濾液呈墨綠色，保證下一步色素分離的效果。

2 畫線方法的改進——毛筆畫線法

2.1 操作步驟

(1)距濾紙條尖角端1cm用鉛筆畫一橫線。

(2)用未泡開的新毛筆尖端沾取少量濾液，沿鉛筆線均勻畫出一條濾液線。

(3)待濾液線干后，重復(fù)3-5次。

2.2 結(jié)果分析

(1)毛筆畫線法所需用具簡易。毛筆易購買，可重復(fù)使用，且筆桿長，沾取濾液非常方便。

(2)毛筆畫線與學(xué)生書寫習(xí)慣相近，更容易畫出平直的細(xì)線。而且濾液細(xì)線容易晾干，相同的時間內(nèi)可反復(fù)畫更多次，彌補每次畫線所吸收的色素量較少的不足，保證濾液線含有足夠的色素。

(3)毛筆輕柔，多次描畫也不會劃損濾紙，利于層析分離。

(4)用毛筆畫線，濾紙條吸收葉綠素更加均勻集中，色素分離更快，也更平整。有利于在更短的時間內(nèi)，正確認(rèn)識綠葉色素的種類和含量，尤其能很好地體現(xiàn)課本所給出的各種色素含量的比例關(guān)系(圖1)。

3 濾紙條形狀對實驗效果的影響

3.1 操作方法

課本要求將濾紙條的一端剪去兩角，以減少濾紙邊緣的浸潤現(xiàn)象，讓色素帶跑得更平直。現(xiàn)用七種形狀的濾紙條作對比，探究何種形狀的濾紙條利于色素帶的平直。畫線方法均采用毛筆畫線法。

3.2 實驗結(jié)果(圖2、圖3)

3.3 結(jié)果討論

從七種形狀的濾紙條的層析效果圖可見，一端較尖長的濾紙條(3、4、5號)能更好地減低邊緣浸潤作用。同時，長梯形端能起到提示學(xué)生畫線部位的作用。作為毛筆畫線法的重復(fù)實驗也可見，毛筆畫線法所得出的色素帶都很平直均勻。

4 層析裝置的改進——簡易層析瓶

教科書采用試管作為層析的裝置。雖然試管口小，可減少層析液的揮發(fā)，但試管空間窄而深，容易造成濾紙條貼壁，致使實驗失敗。現(xiàn)將裝置改為簡易層析瓶，制作方法如下：

(1)取100mL燒杯。

(2)取一圓形濾紙，用小刀在濾紙上刻出間隔合理的多個缺口，用于插入和固定濾紙條。

(3)用透明膠將制作好的濾紙固定在燒杯口上，作為簡易蓋子。

(4)插入濾紙條。

此裝置(圖4)可同時放置多條濾紙條，而且位置固定，可避免濾紙條貼壁或相互交疊。簡易蓋子可減少層析液揮發(fā)，同時能避免學(xué)生因錯誤操作而倒入濾液，污染層析液，致使實驗失敗。此裝置制作簡便，可重復(fù)使用，能滿足示范性高中上千學(xué)生做實驗的需要，實驗員每節(jié)課后統(tǒng)一回收和加液也比較方便(可使用針筒或掀開蓋子)。

5 實驗結(jié)論

經(jīng)實踐證明，采用了兩步研磨法、長梯形濾紙條、毛筆畫線法及新式層析裝置四步改進之后，學(xué)生實驗的成功率大大提高，接近95％。而且所顯示的色素帶比較平整，能很好地體現(xiàn)色素種類與含量，尤其是體現(xiàn)教科書所給出的各色素含量之間的比例關(guān)系。操作上由于減少了量取層析液等步驟，更省時省力，有利于教學(xué)時間的安排。