Хлорофіл - MEL Chemistry

Чому рослини зелені?

Зробіть цей експеримент вдома

Цей експеримент входить до набору "Хімія рослин" разом з "Знебарвлення" та "Антоціани". Підпишіться та отримайте все, що знадобиться для проведення цього експерименту вдома.

Безпека

Перед початком досвіду одягніть захисні рукавички та окуляри.
Проводьте експеримент на таці.
Проводьте досвід у добре провітрюваному приміщенні, далеко від джерел займання.

У разі потрапляння реагентів у вічі ретельно промийте очі водою, за необхідності тримаючи око відкритим. Негайно зверніться до лікаря.
У разі ковтання промийте рот водою, випийте трохи чистої води. Не викликайте блювання. Негайно зверніться до лікаря.
У разі вдихання реагентів виведіть потерпілого на свіже повітря.
У разі контакту зі шкірою або опіками промивайте пошкоджену зону великою кількістю води протягом 10 хвилин або довше.
У разі сумніву негайно зверніться до лікаря. Візьміть із собою хімічний реагент та контейнер від нього.
У разі травм завжди звертайтеся до лікаря.

Неправильне використання хімічних реагентів може спричинити травму та завдати шкоди здоров'ю. Проводьте лише вказані в інструкції експерименти.
Даний набір дослідів призначений лише для дітей віком від 12 років і старше.
Здібності дітей істотно різняться навіть усередині вікової групи. Тому батьки, які проводять експерименти разом з дітьми, повинні на власний розсуд вирішити, які досліди підходять для їхніх дітей та будуть безпечні для них.
Батьки повинні обговорити правила безпеки з дитиною чи дітьми перед початком експериментів. Особливу увагу слід приділити безпечному поводженню зкислотами, лугами та горючими рідинами.
Перед початком експериментів очистіть місце проведення дослідів від предметів, які можуть перешкодити. Слід уникати зберігання харчових продуктів поряд із місцем проведення дослідів. Місце проведення дослідів має добре вентилюватися та знаходитися близько до водопровідного крана або іншого джерела води. Для проведення експериментів знадобиться стійкий стіл.
Речовини в одноразовій упаковці повинні бути використані повністю або утилізовані після одного експерименту, тобто. після відкриття упаковки.

Поширені запитання

Де взяти 96% розчин спирту (етанолу)?

Спирт можна придбати в аптеці або отримати лабораторним способом. Для цього вам знадобляться три свічки та міцний алкоголь або 40–60% розчин етанолу. Решту ви знайдете в коробці «Хімія рослин» та стартовому наборі.

Вставте металевий перехідник у пробку з одним отвором.
Надягніть на перехідник силіконову трубку.
Вставте вирву в колбу і налийте 40 мл міцного алкоголю або 40-60% розчину етанолу.
Закрийте пробкою колбу.
Налийте в скляну склянку холодної води (до середини). Опустіть у склянку пробірку.
Поставте на пальник три свічки та запаліть їх. Накрийте пальник пламерасекателем.
Поставте колбу на полум'яч. Вільний кінець трубки опустіть у пробірку. Зачекайте, доки пробірка не заповниться рідиною на дві третини.
Згасіть свічки.
Вилийте рідину з пробірки в склянку з подрібненим зеленим листям і продовжуйте досвід, дотримуючись інструкції.

Інші експерименти

Покрокова інструкція

Хлорофіл – це речовина, яка надаєлистя зелений колір. Він практично не розчиняється у воді, але розчиняється у багатьох органічних розчинниках, наприклад, в етиловому спирті.

Коли достатньо хлорофілу розчиниться у спирті, візьмемо два зразки розчину.

У молекулі хлорофілу є іон магнію Mg 2+ (зелений). У присутності кислоти він легко «іде» з молекули. Утворюється феофітин - з'єднання, з менш яскравим і насиченим забарвленням.

Звільнене від магнію місце може легко зайняти іон міді Cu 2+ (коричневий) із солі міді CuSO4. Мідний комплекс феофітину, що вийшов, схожий за кольором на хлорофіл.

Мідний комплекс феофітину більш стійкий, ніж хлорофіл. Якщо залишити обидва зразки на світлі, хлорофіл потьмяніє і різниця між речовинами буде помітна.

Утилізація

Тверді відходи експерименту утилізуйте разом із побутовим сміттям. Розчини злийте в раковину і ретельно промийте її водою.

Що сталося

Навіщо ми використовуємо розчинник?

Спирт допомагає витягти хлорофіл із подрібненого листя. У молекули хлорофілу є довгий гідрофобний («боящийся води») хвіст, який заважає речовині розчинятися у воді. Натомість у спирті (або, наприклад, в ацетоні) розчинність хлорофілу вже досить висока.

Ще хлорофіл розчиняється у жирах. Через це деякі рослинні олії, наприклад ріпакова та оливкова, часто мають яскраво виражений зелений відтінок. Для знебарвлення таких олій проводять обробку лугом. В результаті молекула хлорофілу втрачає гідрофобний хвіст, а разом з ним і здатність розчинятися у жирах.

Краще, ніж в ацетоні та спирті, хлорофіл розчиняється лише у рідинах типу бензину. Але бензин не може так самоефективно витягти пігмент із листя. Річ у тім, що у рослині молекули хлорофілу тісно пов'язані з білковими молекулами. Щоб розірвати зв'язок з білком, у розчиннику має бути вода, яка не змішується з вуглеводнями (бензином, гасом, петролейним ефіром).

Чому зелений розчин зблід після додавання лимонної кислоти?

Колір розчину став менш насиченим, тому що в кислому середовищі іони водню H + витіснили іони магнію Mg 2+ і хлорофіл перетворився на феофітин. Порівняно з вихідною речовиною, феофітин має більш темне, але в той же час менш яскраве забарвлення.

Феофітинізація - дуже поширене явище. Цим страшним словом називають процес знебарвлення хлорофілу за рахунок втрати іонів магнію Mg 2+ у присутності кислот. Ви, мабуть, помічали, що при кулінарній обробці свіжі зелені овочі стають темнішими. Ефект феофітинізації особливо наочний при маринуванні огірків: після додавання маринаду яскраво-зелена шкірка плодів стає бурою.

Що відбувається при додаванні CuSO4?

Коли ми додаємо розчин сульфату міді CuSO4, пробірці з'являються іони міді Cu 2+ . Вони займають місце у молекулі хлорофілу, звідки попередньо був витіснений магній Mg 2+ . Комплекс хлорофілу з міддю має яскраво-зелений колір, тому розчин знову набуває вираженого зеленого забарвлення. Навіть через кілька днів, коли магнійсодержащий хлорофіл вже встигає зруйнуватися, колір розчину мідного комплексу хлорофілу залишається насиченим.

Продукт взаємодії розчину феофітину з іонами міді Cu 2+ має сувору назву - "хлорофіл комплекс мідний". Ця речовина зареєстрована під кодом E141 як дозволений харчовий барвник. Застосовувати таку речовину можна лише в обмежених дозах, аджемідь, що міститься в ньому, - це важкий метал, небезпечний для здоров'я в кількостях більше 5 мг на добу. Управління контролю якості харчових продуктів та лікарських препаратів (FDA) в США дозволяє використання E141 в їжу виключно для фарбування сухих сумішей при виготовленні напоїв на цитрусовій основі. При цьому частка барвника повинна становити не більше ніж 0,2 % маси сухого продукту. У Європі, Україні та більшості країн Азії, Африки та Південної Америки дозволено використовувати мідний комплекс хлорофілу при виробництві кондитерських виробів, консервованих овочів, косметичних продуктів та ліків.

Які ще метали можуть зайняти місце магнію у хлорофілі?

Не тільки мідь Cu 2+ може повернути фарбування підкисленим розчином хлорофілу. Солі цинку Zn 2+ та ртуті Hg 2+ також утворюють з хлорофілом пофарбовані у зелений колір сполуки. Однак реакції з цими іонами проходять набагато повільніше і вимагають особливих умов, а забарвлення комплексів із хлорофілом виходить не таким насиченим, як із міддю. Також варто пам'ятати, що солі ртуті дуже отруйні і зовсім не призначені для домашніх експериментів.

Чому розчин хлорофілу зблід?

Згодом у розчині магнієвого комплексу хлорофілу відбувається фотохімічне окиснення. Через це розчин втрачає своє насичене забарвлення. Мідний комплекс хлорофілу ж набагато стабільніший за свого природного попередника. Він не піддається окисленню так швидко, тому його розчин довше зберігає свій колір.

Листя яких рослин найкраще підходить для експерименту?

Підійдуть багато свіжих зелених листків. Перед проведенням досвіду переконайтеся, що рослина не є отруйною. Також не варто використовувати листя рослин з молочним соком (молочай, кульбаба, улюблений мамин фікус іінші). Щоб перевірити, чи є в рослині чумацький сік, подивіться на зріз листа: білі (іноді жовті, бежеві або червонуваті) непрозорі крапельки вказують на те, що такий матеріал для експерименту краще не брати. З соковитим м'ясистим листям (седуми, каланхое, традесканції та інших) розчин вийде блідим, тому що в м'якоті листа таких рослин міститься дуже мало хлорофілу.

Спробуйте цей експеримент вдома з підпискою MEL Chemistry