一、纸上层析基本原理:
主要是利用混和物中各组分在流动相(有机溶剂)和固定相(水)间的分配比的不同而使之分离。纸上层析是以滤纸作为惰性支持物,附着在纸上的水是固定相,不与水混溶的有机溶剂作为流动相。亲脂性强的成份在流动相中分配的多一些,随流动相移动的速度就快一些,亲水性强的成份在固定相中分配的多一些,随流动相移动的速度就慢一些,随有机溶剂的移动而展开,达到分离的目的。如果试样中的离子是有颜色的,则可在滤纸的不同高度看到不同离子的色斑,如果是无色离子,则可用适当的方法使其显现出来。
纸上层析不仅可用于化学性质相近的混和物的分离,还适宜于微量物质的鉴别。而且使用的仪器简单,操作比较容易,重现性好。目前,纸上层析已运用到有机化学、无机化学、生物化学及生理学的定性、定量分析中。例如利用纸上层析法使蛋白质所包含的几十种氨基酸在一张滤纸上全部分离开;又如在稀有、稀土、放射性元素和核裂解产物等的分离和鉴定上,也用纸上层析法,都有较好的效果。
纸上层析法有上升纸层析法和径向纸层析法两种:
二、课堂实验P206“纸上层析检验Fe3+和Cu2+”实验试剂及仪器的准备:
丙酮、6mol/L盐酸,FeCl3和CuCl2的混合溶液,浓氨水 毛细管,滤纸,带钩子的橡皮塞,试管,培养皿,表面皿
三、操作步骤:
1、配制展开剂:用丙酮9mL,6mol/L盐酸1mL配成展开剂。
2、装置制作:滤纸剪成约2cm宽,18cm长(保证下端能浸入展开剂中1cm)的滤纸条,一端用钩子固定在橡胶塞上,在另一端距滤纸条约2cm处用铅笔画一小圆点。
3、点层析试样:配试样后,用毛细管蘸取试样在“原点”处点直径0.3-0.5cm的斑点,晾干或用吹风机吹干后再点。重复2-3次。
4、层析操作:展开剂不可沾到试管壁,点样后的滤纸条不可接触试管内壁,滤纸条下端浸入展开剂中1cm,注意不要让试样点触及展开剂。
5、显色反应:注意观察滤纸条上色带的变化,滤纸条取下后用氨气熏,观察颜色变化。
四、实验注意事项:
1、为防止水解,在FeCl3和CuCl2的混合溶液中可加少量HCl酸化。
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2、滤纸吸水性很强,点样操作要求迅速。等到滤纸完全干燥以后才能再次点样。(可以自然晾干,也可以用带冷风的吹风机吹干)
3、不能让试样点浸入展开剂,如果试样接触展开剂,样点里要分离的离子或者色素就会进入展开剂,导致实验失败。
4、层析速度开始较快,后逐渐减慢,大约20分钟即可分离完全,可观察到两条已分离的色带。 5、显色的时候,因为浓氨水有较强的挥发性,可在培养皿中用浓氨水熏,也可在通风橱中进行。
五、相关练习:
1、下列有关纸上层析的叙述错误的是:
A.常用于分离、检验化学性质相似且难以用一般化学方法分离的离子或分子 B.有上升纸层析法和径向纸层析法两种
C.实验时所用的展开剂一般是有机溶剂和水溶液的混合物
D.由于需要通过颜色观察,所以该方法不适用于无色离子和分子
2、甲基橙和酚酞在水中和有机溶剂中的溶解度不同,当溶剂沿滤纸流经混合物点样时,甲基橙和酚酞会以不同的速率在滤纸上移动,从而达到分离的目的。某校化学兴趣小组拟通过该原理将甲基橙和酚酞从混合溶液A中分离开来(已知:酚酞易溶于酒精而不溶于水,甲基橙易溶于水)。
步骤Ⅰ 把0.1 g甲基橙和0.1 g酚酞溶解在10mL60%的乙醇溶液里,配制混合溶液A;另将10mL乙醇和4mL浓氨水充分混合,配成混合溶液B;
步骤Ⅱ 在一张圆形滤纸中心扎一小孔,将细纸芯插入滤纸中央(如图)。在距滤纸中心约1cm的圆周上,选择三个点,分别用毛细管将A溶液在该三点处点样; 步骤Ⅲ 将滤纸覆盖在盛有B溶液的培养皿上,使滤纸芯与溶液接触,放置一段时间,点样逐渐向外扩散,形成黄环;
步骤Ⅳ 待黄环半径扩散到滤纸半径的二分之一时,取下滤纸,等滤纸稍干后,喷上饱和Na2CO3溶液,通过现象判断分离的效果。 试回答下列问题:
⑴本实验采用的分离方法叫_________,若分离淀粉胶体与氯化钠的混合液则可选用______法; ⑵步骤Ⅱ中若在滤纸上事先作点样位置标记,宜选用_____________笔(填“钢”或“铅”);
⑶步骤Ⅳ中喷洒Na2CO3溶液后,能观察到的现象是__________________________,这说明实验中________在滤纸上移动速率更快(填“甲基橙”或“酚酞”);
⑷他们可以通过_____________________________来判断分离的效果。
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