Получение вытяжки хлорофилла и изучение его химических свойств.

Ассимиляционные пигменты — это вещества, избирательно поглощающие свет в видимой части спектра. Все растения содержат несколько форм пигментов:

хлорофиллы (хлорофилл «а», «Ь», «с» и т.д.);
каротиноиды (каротины, ксантофиллы);
фикобилины (фикоциан и фикоэритрин).

Хлорофилл «а» (C₅₅H₇₂O₅N₄Mg) - основной фотосинтетический пигмент; хлорофилл «Ь» (C₅₅H₇₀O₅N₄Mg) также встречается у всех высших растений и зеленых водорослей. Хлорофиллы «а» и «Ь» хорошо растворимы в этиловом спирте, бензоле, хлороформе, ацетоне и нерастворимы в воде. Хлорофилл «а» и «Ь» присутствует в зеленых частях растений в соотношении 3:1.

Каротиноиды — желтые пигменты, представлены каротинами (p-каротин, ликопин) и ксантофиллами (лютеин, виолаксантин, зеаксантин и др.). Известно около 400 различных каротиноидов.

Хлорофиллы непрерывно разрушаются под действием света (фотодеструкция) и постоянно вновь синтезируются.

Ход работы

2 г свежих листьев мелко нарезать ножницами и растереть в ступке с небольшим количеством этилового спирта (2-3 мл), прилить еще 7-8 мл спирта и раствор профильтровать через сухой фильтр в сухую колбу (пробирку).

1. Разделение пигментов по Краусу

В пробирку налить 3 мл вытяжки пигментов, добавить 4 мл бензина, хорошо встряхнуть и дать отстояться в течение 3-4 минут. Происходит разделение пигментов. В верхнем слое (бензин) находятся хлорофиллы "а", "Ь" и каротин, в нижнем слое (спирт) - ксантофиллы. Зарисовать.

2. Омыление хлорофилла

В пробирку, в которой произошло разделение пигментов по Краусу, прибавить несколько кристаллов КОН и взбалтывать ее до растворения щелочи. Происходит омыление хлорофилла, т.е. от молекулы отщепляются спирты — метиловый и фитоловый. Остаток молекулы со щелочью — соль хлорофиллиновой кислоты (она также зеленого цвета). В верхнем слое находится каротин, в нижнем — ксантофилл и соль хлорофиллиновой кислоты. Зарисовать.

Осуществляется реакция:

3. Получение феофитина

В пробирку налить 3 мл вытяжки пигментов, прибавить 2-3 капли концентрированной соляной кислоты, встряхнуть. Раствор из зеленого цвета станет бурым, так как магний в молекуле хлорофилла замещается водородом.

Затем в пробирку прибавить кристаллик уксуснокислой меди или цинка и нагреть на кипящей водяной бане. Медь вытеснит из молекулы хлорофилла водород и раствор вновь станет зеленым. В молекуле хлорофилла восстанавливается металлорганическая связь.

Осуществляется реакция:

Зарисовать этапы опыта.

Оборудование и реактивы:

Ступка с пестиком,
ножницы,
свежие листья зеленых растений,
мерные цилиндры на 10 мл,
пробирки,
воронки с бумажным фильтром,
спиртовка,
цветные карандаши,
спирт,
бензин авиационный,
КОН кристаллический,
НСI конц.,
Сu(СН₃СОО)₂ кристаллический.

Вопросы для повторения:

Какие существуют группы пигментов?
Какие пигменты участвуют в фотосинтезе у высших растений?
Что представляет собой хлорофилл «а» и хлорофилл «Ь» по химической природе?
Чем они отличаются?
Какими химическими свойствами обладает хлорофилл?
Какими свойствами обладают каротиноиды?