Come realizzare una cromatografia su carta

Come realizzare una cromatografia su carta: spiegazione del procedimento, materiali utilizzati e conclusioni di questo esperimento di chimica

Come realizzare una cromatografia su carta
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Introduzione

Come realizzare una cromatografia su carta
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Nella cromatografia su carta si utilizza un particolare foglietto di carta, senza reagenti, quindi non una cartina di tornasole. Si sfruttano le proprietà assorbenti e di capillarità del substrato per valutare la reazione. Si tratta di una risposta cromatica impiegata per determinare la composizione del campione in base ai colori assunti dalla cartina.

La cromatografia può essere realizzata anche su substrati differenti e ne esistono varianti che prevedono di bruciare il campione e valutare i colori assunti a diverse temperature, sfruttando un meccanismo simile a quello utilizzato con i solventi. In questa breve guida, vi spieghiamo come realizzare una cromatografia su carta.

Occorrente

  • Carta
  • Forbici
  • Penna nera
  • Pennarelli colorati
  • Alcool etilico
  • Barattolo di vetro con tappo

Come funziona la cromatografia

Nello svolgimento di questo esperimento, dovrete separare i vari componenti di una miscela (nel nostro caso, useremo l'inchiostro), i quali tendono a ripartirsi in modo diverso. Come suggerisce la stessa parola "cromatografia", si tratta di riuscire a distinguere tali componenti grazie ai colori con i quali appaiono su una striscia di carta filtro assorbente.

La separazione degli elementi è determinata dal fatto che, una volta trasportati da un solvente (l'alcool), si spostano con velocità differenti sulla carta.

  • Il momento del trasporto viene definito "fase mobile"; a seconda del solvente e della sua velocità di propagazione capillare, questa fase può essere molto lunga.
  • Si indica, invece, con il termine "fase stazionaria" lo stato di separazione delle componenti.

In una comune soluzione, infatti, le componenti si trovano in media distribuite in modo piuttosto omogeneo. Se non si aggiungesse l'alcool o un altro solvente in grado di trasportare le diverse molecole a velocità differenti, la cromatografia su carta ordinaria non darebbe esiti leggibili, producendo al massimo una macchia.

Cromatografia su carta: procedimento

Il procedimento:

  • tagliate almeno quattro strisce di carta di circa 8 cm di lunghezza e 3 cm di larghezza;
  • sulle strisce di carta, a circa 1,5 cm dal margine in basso, tracciate una riga ben marcata con una penna nera.

La striscia nel nostro caso è al tempo stesso il campione ed il limite di sicurezza, necessario per poter effettuare un esperimento valido.

  • Versate ora dell'alcool all'interno del barattolo fino a 1 cm di altezza e immergetevi dentro la striscia di carta, facendo in modo che rimanga ben posizionata in verticale (ricordate che l'alcool non deve assolutamente toccare la striscia di inchiostro, altrimenti si invaliderebbe l'esperimento!);
  • chiudete il tappo del barattolo e aspettare circa 20-30 minuti prima di andare a estrarre la striscia di carta.

Sarà la capillarità delle fibre della carta a far risalire il solvente lungo la striscia e a far produrre l'effetto di separazione, sfruttando anche la cinetica di propagazione dell'alcool lungo il percorso della cellulosa.

In teoria, si possono usare anche altri substrati fibrosi, ma per questioni pratiche ed economiche si impiega di solito della carta bianca un po' grezza, ma non la carta assorbente che si sfalda a contatto coi liquidi.

Ripetere l'esperimento

Quello che dovrete fare ora è ripetere esattamente questa procedura con tutte le altre tipologie di inchiostro, ad esempio utilizzando i pennarelli blu, gialli e uno verdi.

Questo vi permetterà di avere più esempi da valutare e confrontare.

Estraete, dunque, le strisce di carta dai barattoli e osservate come il colore si sia "spostato" verso l'alto, oppure sia rimasto in basso, vicino alla linea che avete tracciato.

Lo sfruttamento della forza di gravità, infatti, ci aiuta a separare le componenti "leggere" che salgono da quelle "pesanti" che scendono.

A seconda del campione, troverete una colorazione e una corona ben differenti nelle due direzioni. Gli inchiostri colorati, infatti, spesso hanno formule e composizioni chimiche completamente diverse, con presenza di molecole organiche, idrocarburi e metalli.

Come leggere i risultati

I diversi casi:

  • nel caso della penna nera e del pennarello blu, noteremo come i pigmenti scuri si siano spostati verso la parte alta della striscia di carta;
  • con il pennarello giallo, invece, si osserva come il pigmento dell'inchiostro sia rimasto vicino alla linea tracciata;
  • un caso particolare è quello del pennarello verde: in questa situazione, infatti, possiamo appurare come i due pigmenti, quello blu e quello giallo, si siano separati. Il giallo sarà rimasto in basso, mentre il blu si sarà spostato verso l'alto.

Il risultato si riferisce a un esperimento campione e potrebbe non essere lo stesso in altri casi. La differenza di direzione e di propagazione è, per esempio, legata alla presenza di componenti metalliche nell'inchiostro e alla diversa solubilità delle varie miscele.

Conclusioni dell'esperimento

In conclusione, possiamo affermare che: quando il pigmento si "allontana" dalla linea tracciata, questo risulta essere maggiormente affine all'eluente (alcool). In caso contrario, si dirà che il pigmento è più affine al foglio di carta.

Come abbiamo visto con il caso del pennarello verde, possono presentarsi entrambi i casi utilizzando lo stesso inchiostro. Questa situazione si verifica quando si utilizzano i colori secondari.

Di solito, il solvente scelto è piuttosto volatile, proprio per non lasciare a sua volta tracce nelle macchie della cromatografia. Si dovrebbe comunque tenere d'occhio anche le parti lontane dalla diffusione del campione, per valutare se ci sia o meno un'alterazione cromatica del fondo di carta, in modo da poterne tener conto nelle relazioni.

Un consiglio in più