โครโมโคกราฟี

        ในการทำปฏิบัติการเคมี ต้องหมดเปลืองไปกับค่าสารเคมีไม่น้อย ในบางโรงเรียนที่มีเงินงบประมาณน้อยก็ไม่ สามารถจัดหาสารเคมีมา เพื่อทำปฏิบัติการเคมีได้ ต้องทำการทดลองแบบแห้ง คือบรรยายอย่างเดียว บางแห่ง อาจจะเว้นไม่ทำเลย ซึ่งทำให้นักเรียนขาดทักษะในการทำปฏิบัติการ ดังนั้นในการทำปฏิบัติการบางอย่าง เราน่าจะหาสารอื่นมาทดแทน ซึ่งมีราคาถูก หาได้ง่ายในท้องถิ่น นำมาใช้และให้ผลออกมาเหมือนกันก็น่าจะ เป็นทางเลือกที่ดีทางหนึ่ง ซึ่งในบทความนี้เป็นการแยกสีของพืช  ด้วยเทคนิคโครมาโตกราฟี โดยใช้ทรายเป็นตัวดูดซับแทนสารดูดซับตัวอื่นและก็ได้ผลดีกว่าการใช้สารดูดซับ

        โครมาโตกราฟี แปลว่า การแยกออกเป็นสี ๆ โดย Tsweet ชาวรุสเซีย ในปี ค.ศ. 1906 ได้แยกสารที่สกัดออก จากใบไม้ออกเป็นสีต่าง ๆ ในคอลัมน์เทคนิคทางโครมาโตกราฟีจะเกี่ยวข้องกับการกระจายของสารระหว่าง สารสองวัฏภาค คือ วัฏภาคอยู่กับที่ (Stationary phase) และวัฏภาคเคลื่อนที่ (Mobile phase) ถ้าวัฏภาคอยู่ กับที่เป็นของแข็ง เช่น ซิลิกาเจล หรืออะลูมินาเราเรียกว่า Adsorption Chromatography และถ้าวัฏภาคอยู่กับ ที่เป็นของเหลวเราเรียกว่า Partition Chromatography ส่วนวัฏภาคเคลื่อนที่จะเป็นของเหลวหรือก๊าซก็ได้ เทคนิคทางโครมาโตกราฟีทำได้ง่าย และไม่ต้องใช้เครื่องมือที่มีราคาแพงก็สามารถใช้แยกสารผสมออกจากกัน ให้ได้สารบริสุทธิ์และยังใช้ในการพิสูจน์สาร (Identify) ได้ด้วยเทคนิคที่ใช้กันทั่วไปได้แก่ คอลัมน์ ์โครมาโตกราฟี (Column Chromatography) ธินเลเยอร์โครมาโตกราฟี (Paper Chromatography) ซึ่งในที่นี้ จะใช้เทคนิคคอลัมน์โครมาโตกราฟี

        คอลัมน์โครมาโตกราฟีจะใช้คอลัมน์แก้วบรรจุผงของตัวดูดซับที่ใช้กันมากคือ อะลูมินา (Alumina; Al₂ O₃) หรือ ซิลิกาเจล (Silica gel; SiO₂) ซึ่งซิลิกาเจลใช้ได้ดีมากกับสารเกือบทุกชนิด(สารที่เป็นกรดเป็น กลาง หรือเบสที่อ่อนมากถ้าเป็นเบสแก่จะละลายซิลิกาได้) ส่วนอะลูมินาใช้กับสารที่เป็นเบสและนอกจากนี้ ยังมีอีกมากมาย เช่น MgCO₃, CaSO₄, CaCO₃, Na₂CO₃, Starch, Sucrose เป็นต้น ทำเป็นผงละเอียดให้ มีพื้นที่ผิวมากเพื่อใช้ดูดซับสารเอาไว้มีบทความซึ่งเขียนโดย Nagubandi Lalitha⁽²⁾ ได้นำทรายจากแม่น้ำยมนาในประเทศอินเดียมาใช้เป็นตัวดูดซับในการแยกสีสกัดจากพืชโดยใช้ทรายที่ มีขนาด 60-120 mesh นำมาล้าง ด้วยน้ำกลั่น แล้วอบให้แห้งที่ อุณหภูมิ 100 ํC              ก่อนที่จะทำการบรรจุลงในคอลัมน์ ซึ่งผลการใช้ทรายเปรียบ เทียบกับสารดูดซับอื่น ๆ ได้แสดงไว้ในตารางที่ 1
ตารางที่ 1 เปรียบเทียบการใช้ทราบกับสารดูดซับต่าง ๆ(2)
Adsorbant
Solvent
Cost
Time
Separation
Sand
Pet.ether
low
4 hr
excellent
Silica gel
Pet.ether;
Benzene
high
24 hr
good
Chalk powder
Pet.ether;
Benzene
low
48 hr
poor
Alumina
Pet.ether;
Benzene
very high
48 hr
good
Cotton wool
Pet.ether;
low
30 min
poor
วิธีการทำ (จัดเครื่องมือตามรูป) โดยใช้คอลัมน์โครมาโตกราฟีหรือถ้าไม่มีอาจใช้บิวเรตแทนก็ได้ใช้สำลี อุดที่ปลายก่อนแล้วจึงใส่ทรายลงไป ประมาณ 3/4 ของความยาวคอลัมน์ ต้องระวังอย่าให้มีฟองอากาศอยู่ ในชั้นของทรายแล้วใช้ปิโตรเลียมอีเธอร์ (60-80 ํc) ใส่ลงไปในคอลัมน์จนเกือบเต็ม เพื่อเป็นการเตรียม คอลัมน์ ก่อนนำหญ้าที่ตัดใหม่ ๆ มาประมาณ 5 กรัม แล้วบดให้ละเอียดในครกบดสารกับเอธานอล 10 มิลลิลิตร ผสมกับปิโตรเลียมอีเธอร์ 20 มิลลิลิตร แล้วรินของเหลวที่สกัดได้ลงในกรวยแยก แล้วแยกเอาสาร ที่ละลายในชั้นน้ำไว้ล้างชั้นของสารอินทรีย์ด้วยน้ำปริมาตรเท่า ๆ กัน 4 ครั้ง แล้วเติม Na₂SO anhydrous ลงไป นำสารที่ได้ไปกรองผ่านชั้นสำลีลงไปในขวดที่แห้ง เปิดก๊อกของลัมน์เพื่อให้ปิโตรเลียมอีเธอร์ไหลออกไปจนถึง ระดับผิวบนสุดของชั้นทราย แล้วปิเปตสีที่สกัดได้จากหญ้ามา 2 มิลลิเมตร ใส่ลงในคอลัมน์เบา ๆ (ต้องทำให้ ผิวชั้นบนของทรายเรียบเสมอกันไม่เอียงหรือเป็นหลุมตรงกลาง) เปิดก๊อกปล่อยให้สารไหลลงไปในตัวดูดซับ ใช้สำลีปิดลงไปบนผิวของชั้นทราย แล้วเติมปิโตรเลียมอีเธอร์ลงไป 2 มิลลิเมตรปรับอัตราการไหลให้ช้า ๆ เพื่อให้เกิดการชะได้อย่างสมบูรณ์ ค่อย ๆ เติมปิโตรเลียมอีเธอร์ลงไปครั้งละน้อย ๆ นำขวดครูปชมพูขนาด 25 มิลลิเมตร มารองรับตัวทำละลายที่ไหลออกมาที่ปลายคอลัมน์ และทำการเปลี่ยนขวดรูปชมพูดเมื่อมีสีต่างๆ ถูกแยกออกมาผลการแยกจะได้สีออกมา 4 สี คือ สีเหลือง-เขียว จะเป็นคลอโรฟิล บี ; สีน้ำเงิน-เขียว จะเป็น คลอโรฟิล เอ ; สีเหลือง-ส้ม จะเป็นแซนโธฟิล และสีส้ม จะเป็นแคโรทีน การทดลองนี้ใช้เวลา 4 ชั่วโมง
ในการทดลองนี้ใช้ทรายเป็นตัวดูดซับซึ่งมีราคาถูกมาก หาได้ง่าย ๆ และให้ผลการทดลองที่รวดเร็วเมื่อเทียบ กับการใช้สารดูดซับอื่น ๆ หลีกเลี่ยงการใช้เบนซินซึ่งเป็นสารพิษ และสามารถนำไปใช้ในการเรียนการสอนใน เรื่องคอลัมน์โครมาโตกราฟีได้เป็นอย่างดี ท่านผู้อ่านอาจไปทำการทดลองโดยใช้ทรายจากแม่น้ำต่าง ๆ ใน ประเทศไทยมาทำเป็นตัวดูดซับบ้าง แล้วนำมาแยกสารอื่น ๆ ออกมา ก็คงจะได้ข้อมูลออกมามากมายและถ้า ทำได้ผลอย่างไรก็เขียนมาบอกกันบ้างนะครับ