Рішення науки: Барвиста цукеркова хроматографія

Виклик хімії від Science Buddies

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Зареєструватися "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Ключові поняття
Хімія
Барвники
Харчова наука
Розчинність

Вступ
У вас є улюблений колір цукерок M&M або Skittle? Ви коли-небудь замислювались, які барвники використовують для виготовлення цього конкретного кольору? Деякі цукеркові кольори є результатом одного харчового барвника, тоді як інші можуть використовувати комбінацію барвників, щоб створити саме той зовнішній вигляд. У цій діяльності ви зможете виконати вдома кілька наукових детективів, щоб дослідити, які різні барвники використовуються для фарбування цукерок M&M. Це чудова діяльність для деяких залишків цукерок!

Передумови
Якщо ви коли-небудь бачили, як крапля води потрапляє на роздруківку із струменевого принтера або на сторінку з кресленнями маркерів, ви знаєте, що коли це трапляється, чорнило починає бігти. Вода вбирається у волокна паперу. Коли вода проходить крізь папір і вниз, вона набирає частинки чорнила і несе їх разом із собою. Цей самий процес можна використати як метод, що називається паперовою хроматографією.

Хроматографія включає групу методів, що розділяють різні компоненти у складному розчині. У кожній хроматографічній установці, як правило, є так званий рухливий елемент (рідина, в якій компоненти розчинені) і нерухомий аспект (матеріал, по якому рідина рухається). Наприклад, у паперовій хроматографії вода є рухомою фазою, а папір - нерухомою. Компоненти розчину ідеально рухаються з різною швидкістю, рухаючись крізь нерухому фазу, щоб їх можна було розділити. У паперовій хроматографії різні пігменти можна розділити залежно від їх розчинності або здатності розчинятися у воді. Чим розчинніший пігмент, тим легше він розчиняється в рухомій фазі, і чим далі він зазвичай рухається, оскільки його несе вода, яка вбирається в папір.

Матеріали
• Паперові рушники. Товстіші будуть працювати краще.
• Ножиці
• Олівець
• Велика миска або горщик
• Мірна ложка
• Мірна склянка
• Вода
• Сіль
• Велика банка з вузьким отвором
• Лікарська крапельниця
• Чиста плита
• M & Ms, по одному з кожного кольору, який ви хочете перевірити
• Таймер або годинник
• Червоні, зелені та сині харчові барвники
• Прищіпки
• Сушарка (необов’язково)

Підготовка
• Наріжте паперові рушники смужками завширшки приблизно один дюйм. Зробіть кожну смужку принаймні на один дюйм довше висоти вашої великої банки. Виріжте три смужки для зразків харчових барвників та додаткову смужку для кожного кольору M&M, який ви хочете перевірити.
• Використовуйте олівець, щоб позначити, який цукерковий колір або харчовий барвник будуть помітні на кожній паперовій смужці.
• Намалюйте лінію олівця приблизно на один дюйм від нижнього кінця кожної паперової смужки.
• У великій мисці або каструлі змішайте одну восьму чайну ложку солі з чотирма склянками води. (Щоб отримати приблизно одну восьму чайну ложку, ви можете заповнити одну чверть чайної ложки мірною ложкою так, щоб вона була наполовину заповнена.) Налийте невелику кількість розчину солі у велику банку з вузьким отвором, щоб банка була заповнена приблизно на один дюйм.

Спостереження та результати
Ви виявили, що зелені та коричневі M & M складаються з двох барвників, тоді як сині, жовті та червоні M & M використовують лише один барвник? Чи відповідали деякі з цих барвників фарбам із червоних, синіх та зелених смужок харчових барвників?

Ви, можливо, бачили, що сині харчові барвники, які ви тестували, з іншого боку, мають сині та червоні барвники; червоний харчовий барвник має два різних червоних барвники; а в зеленому харчовому барвнику використовується синій та жовтий барвники (жовтий може бути покритий синім барвником, завдяки чому він здається зеленим; і все це може залежати від точних харчових барвників). Перегляд списку інгредієнтів на упаковці може допомогти вам точно визначити, які це сертифіковані урядом харчові лікарські та косметичні закони (FD&C). Сині M & M використовують один і той же синій барвник, а червоні M & M мають один із цих червоних барвників. (Ви можете зрозуміти, який, переглянувши список інгредієнтів на їх упаковці.) Якщо ви спробували коричневі M&M, ви, мабуть, побачили, що вони містять червоний барвник (такий самий, як червоний M&M) і синій барвник. Зелені M&M також використовують два барвники, жовтий і синій барвники, хоча останні можуть бути занадто слабкими, щоб їх було легко побачити. Жовті M&M використовують один жовтий барвник.

Прибирати
Викиньте паперові рушники і помийте миски та горщики. Якщо хочете, можете з’їсти мокрі цукерки M&M!

Більше досліджувати
Капілярна дія, від W. W. Norton & Co.
Довідка з паперової хроматографії від Флоридського інституту пізнання людини та машини
Огляд харчових інгредієнтів, добавок та барвників від Управління з контролю за продуктами та ліками США
Цукеркова хроматографія: що робить ці кольори? Від Science Buddies

Ця діяльність була надана вам у партнерстві з Science Buddies