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组成层析液的三种液体在色素分离过程中的作用
兴化市周庄高级中学 李海
现象： 在《绿叶中色素的提取与分离》的实验课上，一位学生用自己配制的层析液（石油醚：丙酮：苯=1：1：1）在滤纸上分离色素，其实验结果如左下图：

问题：从两图对比可知：用不同比值的石油醚、丙酮和苯配制而成的层析液，其分离色素的效果相差甚远。那么石油醚、丙酮和苯三种液体在色素分离过程中起到什么作用呢？
假设： 绿叶中的4种色素在石油醚、丙酮和苯三种液体中溶解度各不同，进而造成在滤纸上扩散速度有快有慢，因此它们在滤纸上分离开来。
设计实验并实施： 分别用标准层析液、石油醚、苯、丙酮和无水酒精（为了与丙酮做对照）等5种液体来分离滤纸上的色素。分离时间为40秒。实验结果如下图：

现象：1从第二张试纸可以看出，石油醚在滤纸上能将胡萝卜素从其他色素中明显地分离开来，形成色素带，但不能叶绿素a、叶绿素b和叶黄素分开，且这三种色素大部分还停留在起始线附近。
分析：石油醚对胡萝卜素溶解度较大，但对另外三种色素溶解能力较小。
结论：石油醚在滤纸上可以分离胡萝卜素，但不能分离叶绿素a、叶绿素b和叶黄素
现象：2从第三张试纸可以看出，苯将色素在滤纸上分离成3条色素带，它们从上向下依次为类胡萝卜素色素带、叶绿素a色素带和叶绿素b色素带，且在起始线上还留些色素。
分析：苯对类胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b的溶解度依次降低，且相差较大，但对类胡萝卜素中叶黄素和胡萝卜素的溶解度相差不大。苯对4种色素都有一定的溶解度，但比丙酮的溶解度要小。
结论：苯在滤纸上可以分离类胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b，但不能将胡萝卜素与叶黄素分离开。
现象：3从第四、五两张试纸可以看出，丙酮和无水酒精都将滤液细线中色素几乎全部溶解，且扩散到远离起始线地方。两者对4种色素分离不明显。
分析：丙酮和无水酒精对4种色素溶解度都很大，且对4种色素溶解度相差很小。有时可以用丙酮替换无水酒精来提取绿叶中的色素。
结论：丙酮在此实验中是作为溶剂用来溶解滤纸上滤液细线中的色素，有利于苯和丙酮把溶液中色素分离开。
总结：在4种色素分离的过程中，苯、石油醚和丙酮三种液体在功能上互补：苯将叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）在滤纸上形成3条色素带。石油醚进一步将类胡萝卜素色素带中胡萝卜素和叶黄素在滤纸上分离开。这样在滤纸上就形成4种色素带，4种色素也就分离开来。苯和石油醚将4种色素分离的前提是溶解滤液细线中的色素。然而石油醚对叶绿素a、叶绿素b和叶黄素的溶解度不高。虽然苯对4种色素都有一定的溶解度，但是在层析液中含量却很少。而作为良好溶剂的丙酮就能较好把滤液细线中的大部分色素溶解，这样处在丙酮溶液中的4种色素就容易被石油醚和苯分离，在滤纸条上就能形成较清晰的4条色素带。
推论：分离色素起主要作用的物质是石油醚和苯，而丙酮的作用是溶解滤纸上滤液细线中的色素，辅助石油醚和苯对色素的分离。苯对4种色素的溶解度虽然比丙酮的小，但是可以通过增加其在层析液中比例来提高层析液对滤液细线中色素的溶解量。也就是说在配制层析液时可以通过提高苯的含量而省去丙酮。
验证：分别使用标准层析液（石油醚：丙酮：苯=20: 2：1）和石油醚与苯比值为20:1、 15:1、 10:1、 5:1、 1:1、 1:5、 1:10、1:15、 1:20的层析液来分离色素。实验结果如下图：

从上图可以看出：处在石油醚与苯的比值1:1~1:10范围内的层析液中滤纸上形成较明显4种色素带，这一点与处在标准层析液中的滤纸很相似。该实验证明了省去丙酮提高苯的含量的层析液也能较好地将绿叶中的色素分离开来。该实验验证了推论的正确性。所以演绎出正确推论的结论也是正确的。

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