IMSO 2009 Khoa học Quốc tế - Thực nghiệm

**Bí mật của sự tách màu**

**Phần giới thiệu gốc.** Có thể tách các màu bằng sắc ký. Các nhà khoa học dùng sắc ký để tách các phân tử có khối lượng khác nhau. Trong chất màu, các phân tử có khối lượng khác nhau có thể có màu khác nhau.

Thực vật có nhiều sắc tố có thể tách được, tạo nên màu sắc của lá và hoa. Chúng có thể có caroten (cam), xantophyl (vàng), diệp lục (xanh lá) và anthocyanin (đỏ). Các sắc tố có thể được tách bằng sắc ký. Phương pháp này cần giấy thích hợp làm môi trường tách và chất lỏng để hòa tan sắc tố. Màu thực phẩm là một ví dụ thường gặp.

Đại lượng định lượng cho biết một hợp chất đi xa bao nhiêu trong dung môi nhất định được gọi là hệ số $R_f$:

$$R_f=\frac{D_1}{D_2}.$$

$D_1$ là quãng đường màu di chuyển, đo từ điểm đặt mẫu đến tâm dải màu. $D_2$ là toàn bộ quãng đường dung môi đi được, đo từ cùng vạch xuất phát.



Nhãn hình: vạch xuất phát (Start), vạch kết thúc (End), tuyến đầu dung môi (Solvent Front); $D_1$, $D_2$.

Em cần thiết kế các thí nghiệm để xác định thành phần của mực bút dạ, màu thực phẩm và lá, rồi tính $R_f$. Có thể cần các vật liệu sau:

| Vật liệu | Số lượng |
| --- | --- |
| Cồn 70% | 1 chai |
| Nước | 1 chai |
| Hộp nhựa | 2 |
| Kẹp giấy | 10 chiếc |
| Hướng dẫn thí nghiệm | 1 túi nhựa (giấy nháp và bút dạ xanh lá) |
| Các loại giấy | 4 loại: giấy lọc thô; giấy lọc mịn; giấy nháp; giấy photocopy/HVS |
| Lá rau được nguồn gọi là spinach | Loại xanh và đỏ |
| Màu thực phẩm | 3 màu: vàng, xanh lá và đỏ |
| Thước | 1 |
| Đồng hồ | 1 |
| Túi nhựa cỡ vừa | 10 |
| Nhãn | 1 gói |
| Khay pha màu (nguồn: “pallet”) | 1 |
| Khăn | 1 |
| Xô nước | 1 |
| Tăm | 1 gói |
| Đồng xu | 2 |
| Ống nhỏ giọt | 3 |
| Thanh nhôm đỡ | 2 |

**Thí nghiệm 1**

1. Mở hướng dẫn thí nghiệm.
2. Dùng bút dạ chấm một điểm lên giấy nháp, cách mép dưới 2 cm.
3. Chuẩn bị hộp nhựa và cho nước vào.
4. Treo giấy để khoảng 1 cm mép dưới ngập trong nước. Sau khoảng 5 phút, lấy giấy ra, quan sát và ghi lại kết quả.

**Lưu ý an toàn bổ sung cho mọi thí nghiệm:** Làm việc dưới sự giám sát của giáo viên. Để cồn 70% xa lửa, tia lửa và nguồn nhiệt; dùng lượng nhỏ dưới giám sát ở nơi thông thoáng. Không nếm vật liệu, tránh tiếp xúc mắt, rửa tay và thải bỏ theo hướng dẫn của giáo viên. Nguồn không xác định loài rau và loại cồn. Không thay bằng hóa chất không rõ loại.

**Thí nghiệm 2: So sánh bốn loại giấy**

1. Thiết kế thí nghiệm thể hiện sự khác biệt về tách màu giữa bốn loại giấy nêu ở Thí nghiệm 1. Vẽ bố trí lên phiếu trả lời.
2. Tiến hành theo thiết kế. Treo và giữ giấy lơ lửng.
3. Sau khoảng 10 phút, lấy các giấy ra, quan sát và ghi kết quả.

Theo thí nghiệm của em, giấy nào tách màu tốt nhất? Giải thích.

4. Khi hoàn tất, cho các giấy vào túi nhựa. Ghi nhãn cả giấy và túi tương ứng. Đảm bảo giấy khô trước khi cho vào túi.

Dùng vật liệu chung và tuân thủ lưu ý an toàn ở Thí nghiệm 1.

**Thí nghiệm 3: Pha màu thực phẩm**

Luôn dùng loại giấy cho kết quả tốt nhất trong thí nghiệm trước.

1. Dùng bộ màu thực phẩm. Chọn màu cơ bản rồi tạo một màu thứ cấp và một màu bậc ba. Trên phiếu trả lời, lập bảng ghi các màu đã dùng và màu tạo thành. Tạo màu bậc ba bằng cách trộn một màu thứ cấp với một màu cơ bản.
2. Quan sát sắc ký của một màu cơ bản, một màu thứ cấp và một màu bậc ba đến khi màu ngừng di chuyển, khoảng 10 phút. Làm khô giấy khoảng 10 phút.
3. Theo kết quả, ghi màu của các dải và tính $R_f$ cho từng dải. Đảm bảo giấy khô trước khi tính.
4. Phân tích dữ liệu $R_f$. Giá trị $R_f$ của cùng màu ở các dải khác nhau có khác biệt đáng kể không?
5. Khi hoàn tất, cho các giấy vào túi nhựa và ghi nhãn từng giấy. Đảm bảo giấy khô trước khi cho vào túi.

Dùng vật liệu chung và tuân thủ lưu ý an toàn ở Thí nghiệm 1.

**Thí nghiệm 4: Dung môi và sắc tố lá**

1. Thiết kế thí nghiệm thể hiện kết quả sắc ký bị ảnh hưởng bởi loại dung môi.
2. Vẽ thiết kế trên phiếu trả lời và tiến hành với lá xanh và đỏ được nguồn gọi là “spinach”.
3. Cạo bề mặt lá để giải phóng sắc tố, dùng đồng xu nếu cần. Nhận diện mỗi sắc tố tìm được trong lá. Chờ khoảng 15 phút để có kết quả.
4. Tính $R_f$ và ghi kết quả trên phiếu trả lời.
5. Khi hoàn tất, cho giấy kết quả vào túi nhựa và ghi nhãn đúng. Đảm bảo giấy khô trước khi cho vào túi.
6. Trả lời theo thí nghiệm:

a) Dung môi nào thích hợp hơn cho sắc ký lá?

b) Thứ tự sắc tố có giống nhau ở các lá khác nhau không?

c) Ghi thứ tự sắc tố của mỗi lá, bắt đầu từ mép dưới của giấy nhúng dung môi.

d) Các màu giống nhau từ các lá khác nhau có cùng giá trị $R_f$ không? Ghi $R_f$ của từng sắc tố.

Dùng vật liệu và lưu ý an toàn ở Thí nghiệm 1, đặc biệt thận trọng với cồn 70%. Nguồn gốc không xác định loài cây.

Viết toàn bộ kết luận dựa trên tất cả kết quả thí nghiệm của em.