Хроматограмма на выеденом яйце

Б. К. Куделин
Химия и Жизнь №11, 1981 г., с. 70-71

Давно бытует выражение "не стоит выеденного яйца". Означает оно, что нет в природе ничего бесполезнее яичной скорлупы. А ведь это несправедливо. Интересные опыты можно проделывать и с выеденным яйцом, притом не обязательно с целым - годятся и обломки.

Возьмите кусочек скорлупы (приблизительно 1x2 см), освободите его от пленок, если они остались, и тонким черным фломастером проведите небольшую черточку на расстоянии 2-3 мм от края. Теперь опустите этот край в воду так, чтобы черточка была параллельна поверхности, однако с ней не соприкасалась, и начинайте наблюдение.

Жидкость начнет подниматься по скорлупе, достигнет черты, растворит чернила и двинется дальше. Вот тут-то и начнется самое интересное. Черная полоска, двигаясь вверх, начнет разделяться на две, окрашенные в разные цвета и ползущие по скорлупе с разной скоростью. Дадим им продвинуться до тех пор, пока они полностью не отделятся друг от друга, а затем высушим скорлупку.

То, что вы наблюдали, называется хроматографическим разделением веществ. Первоначальную смесь двух красителей (черные чернила) нанесли на сорбент (скорлупа) и опустили в растворитель. После окончания процесса разделения мы получили настоящую хроматограмму. Попробуйте другим способом за столь короткое время разделить на составные части такое малое количество смеси - сколько там вещества в одной черточке! - ничего у вас не выйдет.

Что же на скорлупе произошло? А вот что. Карбонат кальция, из которого она состоит, обладает способностью адсорбировать, связывать красители, из которых сделаны чернила. В то же время вода, поднимающаяся по скорлупе под действием капиллярных сил, эти красители растворяет. Процесс адсорбции обратим - связанная поверхностью СаСО₃ молекула красителя может вновь перейти в растворитель. Таким образом, молехулы разделяемой смеси многократно сорбируются и снова десорбируются. Находясь в растворе, они переносятся движущейся водой, будучи связаны частицами СаСО₃ - остаются неподвижными.

Молекулы разных красителей отличаются друг от друга и благодаря этому сорбируются по-разному - одни сильнее, другие слабее. От этого и зависит скорость их продвижения по скорлупе. Те, что сорбируются сильнее, меньшее время находятся в растворенном состоянии и в движении отстают от молекул, которые цепляются за скорлупу слабее. Вещества, не сорбирующиеся вовсе, бегут вперед вместе с первыми порциями растворителя, или, как говорят, движутся вместе с его фронтом. А вещества, сорбируемые прочно и необратимо или нерастворимые, остаются на старте - этот термин принят не только в спорте, но и в хроматографии.

В лабораториях, конечно, выеденное яйцо не применяют - там для этих целей есть специальные пластинки из стекла, алюминия или пластмассы. На них нанесен тонкий слой сорбента - так и зовут этот вид хроматографии: тонкослойная. Чаще всего в качестве сорбентов применяют тонко размолотые силикагель, оксид алюминия или целлюлозу. Как сорбент, так и состав растворителя подбирают для каждой разделяемой смеси в зависимости от поведения ее компонентов.

Чернила от фломастера можно разделить не только на скорлупке, но и на кусочке газетной бумаги. Только брать ее надо с поля листа, где не печатается текст. Нарисуйте на бумажке тем же фломастером кружок диаметром 4-5 мм, обмакните заостренную спичку в воду и прикоснитесь к центру. Вода, впитываясь в бумагу, начнет распространяться во все стороны, и красители снова разделятся. Придется только периодически обмакивать спичку в воду, чтобы в центр пятна непрерывно поступал растворитель. Когда пятно воды достигнет размера около 20 мм в диаметре, хроматограмма, состоящая из двух разноцветных концентрических кругов, готова. Роль сорбента в этом опыте сыграла целлюлоза, из которой в основном состоит газетная бумага. Такой вариант хроматографии называется, как вы уже, наверное, догадались, бумажной хроматографией.

Экспериментировать в этой области можно без конца. Например, прекрасные, очень четкие хроматограммы тех же чернил можно получить и на кусочке мела; красители из черной пасты для шариковых ручек хорошо разделяются на скорлупе, только в качестве растворителя придется взять не воду, а ее смесь с ацетоном 1:1 или чистый ацетон.

Хроматографический метод разделения веществ открыт русским ученым М. С. Цветом не так уж давно, в начале XX века. Однако трудно назвать область химии - и не только химии, где бы он не применялся. По механизму, лежащему в основе разделения, отличают хроматографию адсорбционную, распределительную, ионообменную. Но суть у всех этих вариантов метода одна: вещества, подлежащие разделению, распределяются между двумя несмешивающимися фазами, одна из которых движется относительно другой.

Вот с какими важными вещами помогло нам познакомиться заурядное выеденное яйцо. А еще говорят - никакого от него толка!