ธรณี
เพ็ชรเสนา *
ในการทำปฏิบัติการเคมี
ต้องหมดเปลืองไปกับค่าสารเคมีไม่น้อย
ในบางโรงเรียนที่มีเงินงบประมาณน้อยก็ไม่
สามารถจัดหาสารเคมีมา เพื่อทำปฏิบัติการเคมีได้
ต้องทำการทดลองแบบแห้ง คือบรรยายอย่างเดียว
บางแห่ง อาจจะเว้นไม่ทำเลย ซึ่งทำให้นักเรียนขาดทักษะในการทำปฏิบัติการ
ดังนั้นในการทำปฏิบัติการบางอย่าง
เราน่าจะหาสารอื่นมาทดแทน ซึ่งมีราคาถูก
หาได้ง่ายในท้องถิ่น นำมาใช้และให้ผลออกมาเหมือนกันก็น่าจะ
เป็นทางเลือกที่ดีทางหนึ่ง ซึ่งในบทความนี้เป็นการแยกสีของพืช
ด้วยเทคนิคโครมาโตกราฟี โดยใช้ทรายเป็นตัวดูดซับแทนสารดูดซับตัวอื่นและก็ได้ผลดีกว่าการใช้สารดูดซับ
โครมาโตกราฟี แปลว่า การแยกออกเป็นสี
ๆ โดย Tsweet ชาวรุสเซีย ในปี ค.ศ. 1906 ได้แยกสารที่สกัดออก
จากใบไม้ออกเป็นสีต่าง ๆ ในคอลัมน์เทคนิคทางโครมาโตกราฟีจะเกี่ยวข้องกับการกระจายของสารระหว่าง
สารสองวัฏภาค คือ วัฏภาคอยู่กับที่ (Stationary phase) และวัฏภาคเคลื่อนที่
(Mobile phase) ถ้าวัฏภาคอยู่ กับที่เป็นของแข็ง เช่น
ซิลิกาเจล หรืออะลูมินาเราเรียกว่า Adsorption
Chromatography และถ้าวัฏภาคอยู่กับ ที่เป็นของเหลวเราเรียกว่า
Partition Chromatography ส่วนวัฏภาคเคลื่อนที่จะเป็นของเหลวหรือก๊าซก็ได้
เทคนิคทางโครมาโตกราฟีทำได้ง่าย และไม่ต้องใช้เครื่องมือที่มีราคาแพงก็สามารถใช้แยกสารผสมออกจากกัน
ให้ได้สารบริสุทธิ์และยังใช้ในการพิสูจน์สาร
(Identify) ได้ด้วยเทคนิคที่ใช้กันทั่วไปได้แก่
คอลัมน์ ์โครมาโตกราฟี (Column Chromatography) ธินเลเยอร์โครมาโตกราฟี
(Paper Chromatography) ซึ่งในที่นี้ จะใช้เทคนิคคอลัมน์โครมาโตกราฟี
คอลัมน์โครมาโตกราฟีจะใช้คอลัมน์แก้วบรรจุผงของตัวดูดซับที่ใช้กันมากคือ
อะลูมินา (Alumina; Al2 O3) หรือ ซิลิกาเจล
(Silica gel; SiO2) ซึ่งซิลิกาเจลใช้ได้ดีมากกับสารเกือบทุกชนิด(สารที่เป็นกรดเป็น
กลาง หรือเบสที่อ่อนมากถ้าเป็นเบสแก่จะละลายซิลิกาได้)
ส่วนอะลูมินาใช้กับสารที่เป็นเบสและนอกจากนี้
ยังมีอีกมากมาย เช่น MgCO3, CaSO4,
CaCO3, Na2CO3, Starch, Sucrose เป็นต้น
ทำเป็นผงละเอียดให้ มีพื้นที่ผิวมากเพื่อใช้ดูดซับสารเอาไว้มีบทความซึ่งเขียนโดย
Nagubandi Lalitha(2) ได้นำทรายจากแม่น้ำยมนาในประเทศอินเดียมาใช้เป็นตัวดูดซับในการแยกสีสกัดจากพืชโดยใช้ทรายที่
มีขนาด
60-120 mesh นำมาล้าง ด้วยน้ำกลั่น แล้วอบให้แห้งที่
อุณหภูมิ 100 ํC
ก่อนที่จะทำการบรรจุลงในคอลัมน์
ซึ่งผลการใช้ทรายเปรียบ เทียบกับสารดูดซับอื่น
ๆ ได้แสดงไว้ในตารางที่ 1
ตารางที่
1 เปรียบเทียบการใช้ทราบกับสารดูดซับต่าง
ๆ(2)
|
Adsorbant
|
Solvent
|
Cost
|
Time
|
Separation
|
| Sand |
Pet.ether |
low |
4 hr |
excellent |
| Silica gel |
Pet.ether;
Benzene |
high |
24 hr |
good |
| Chalk powder |
Pet.ether;
Benzene |
low |
48 hr |
poor |
| Alumina |
Pet.ether;
Benzene |
very high |
48 hr |
good |
| Cotton wool |
Pet.ether; |
low |
30 min |
poor |
วิธีการทำ (จัดเครื่องมือตามรูป) โดยใช้คอลัมน์โครมาโตกราฟี
หรือถ้าไม่มีอาจใช้บิวเรตแทนก็ได้ใช้สำลี
อุดที่ปลายก่อนแล้วจึงใส่ทรายลงไป
ประมาณ 3/4 ของความยาวคอลัมน์ ต้องระวังอย่าให้มีฟองอากาศอยู่
ในชั้นของทรายแล้วใช้ปิโตรเลียมอีเธอร์
(60-80 ํc) ใส่ลงไปในคอลัมน์จนเกือบเต็ม
เพื่อเป็นการเตรียม คอลัมน์ ก่อนนำหญ้าที่ตัดใหม่
ๆ มาประมาณ 5 กรัม แล้วบดให้ละเอียดในครกบดสารกับเอธานอล
10 มิลลิลิตร ผสมกับปิโตรเลียมอีเธอร์ 20 มิลลิลิตร แล้วรินของเหลวที่สกัดได้ลงในกรวยแยก
แล้วแยกเอาสาร ที่ละลายในชั้นน้ำไว้ล้างชั้นของสารอินทรีย์ด้วยน้ำปริมาตรเท่า
ๆ กัน 4 ครั้ง แล้วเติม Na2SO anhydrous ลงไป นำสารที่ได้ไปกรองผ่านชั้นสำลีลงไปในขวดที่แห้ง
เปิดก๊อกของลัมน์เพื่อให้ปิโตรเลียมอีเธอร์ไหลออกไปจนถึง
ระดับผิวบนสุดของชั้นทราย แล้วปิเปตสีที่สกัดได้จากหญ้ามา
2 มิลลิเมตร ใส่ลงในคอลัมน์เบา ๆ (ต้องทำให้ ผิวชั้นบนของทรายเรียบเสมอกันไม่เอียงหรือเป็นหลุมตรงกลาง)
เปิดก๊อกปล่อยให้สารไหลลงไปในตัวดูดซับ
ใช้สำลีปิดลงไปบนผิวของชั้นทราย
แล้วเติมปิโตรเลียมอีเธอร์ลงไป 2 มิลลิเมตรปรับอัตราการไหลให้ช้า
ๆ เพื่อให้เกิดการชะได้อย่างสมบูรณ์ ค่อย
ๆ เติมปิโตรเลียมอีเธอร์ลงไปครั้งละน้อย
ๆ นำขวดครูปชมพูขนาด 25 มิลลิเมตร มารองรับตัวทำละลายที่ไหลออกมาที่ปลายคอลัมน์
และทำการเปลี่ยนขวดรูปชมพูดเมื่อมีสีต่างๆ
ถูกแยกออกมาผลการแยกจะได้สีออกมา
4 สี คือ สีเหลือง-เขียว จะเป็นคลอโรฟิล บี
; สีน้ำเงิน-เขียว จะเป็น คลอโรฟิล เอ
; สี