化學教室活動：食用色素和螢光筆色素的濾紙色層分析（Paper Chromatography）［I］

化學教室活動：食用色素和螢光筆色素的濾紙色層分析（Paper Chromatography）［I］
國立彰化師範大學化學系學生方浩羽 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

學生講義之一（Student Handout I）

實驗介紹

在日常生活中，我們常常接觸到色素和染料，例如：食物裡添加食用色素、染頭髮的染劑、彩色書本和雜誌的印刷顏料、廣告顏料、原子筆和麥克筆的墨水，這些有顏色的物質是單一種色素或是混合物呢？你想知道市售螢光筆（圖一）是多種螢光色素所組成的嗎？

圖一 市售螢光筆是多種螢光色素所組成的嗎？ 圖片來源：photosteve101, http://www.flickr.com/photos/42931449@N07/5418401602/

本實驗的目的是要介紹一種極簡單又便利的分離混合物的方法－濾紙色層分析（paper chromatography）。實驗的步驟分為兩個部分，第一為利用濾紙色層分析，試著分離常見的食用色素，例如：藍色1號、紅色6號、綠色、褐色、紫 色和黑色。第二是利用濾紙色層分析，來分離市售螢光筆的螢光色素。

濾紙色層分析是利用濾紙纖維及所吸附的水為固定相（stationary phase），在室溫下濾紙含有12%以上的水。展開時所用的溶劑為移動相（mobile phase），通常濾紙色層分析的展開溶劑為極性較高的溶劑，例如：正丁醇、正丙醇、乙醇、水、或者這些溶劑中的兩者組成的溶劑對（solvent pair）。這些溶劑能與親水性高的固定相作用，來分離水溶性物質或極性較大的物質。若利用非極性的有機溶劑，則展開時會造成溶劑無法吸附在濾紙上而無法 有效地分離混合物。

本實驗的濾紙色層分析的裝置與傳統直立式濾紙不同。本實驗採用平放式濾紙的展開槽（圖二），首先在一張濾紙的中心處點滴待測物（食用色素或螢光筆色素）， 然後在中心處插入一個由濾紙捲成的圓筒狀心蕊（紅色）。取一組培養皿（包含底和蓋），在培養皿底放入展開溶劑（淡藍色）後，再放上濾紙於培養皿底之上，蓋 上培養皿蓋。在展開後，會形成一圈或多圈的同心圓。

圖二 本實驗採用平放式濾紙的展開槽

藥品和器材

本次實驗所使用的藥品和器材，如圖三所示。

圖三 本次實驗所使用的藥品和器材

1. 食用色素（3-6種）  少量/班
2. 水性白板筆墨水  1瓶/班
3. 螢光筆  6支/組
4. 蒸餾水（或飲用水）  600 mL/班
5. 燒杯（50 mL）  6個/班
6. 標籤紙  6個/班
7. 牙籤  6支/班
8. 濾紙（110 mm)  12張/組
9. 吹風機  2-3支/班
10. 剪刀  2-3支/班
11. PE滴管  3支/班
12. 藥用酒清（95%乙醇）  1瓶/班
13. 培養皿（最好使用塑膠製）  1個/組
14. 量筒〈10 mL〉  1個/組
15. 驗鈔燈  3組/班

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