• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
  • تعداد بازديد :
  • 859
  • دوشنبه 1395/3/10
  • تاريخ :

رنگ های نهفته در برگ های پاییزی

رنگ های نهفته در برگ های پاییزی

مقدمه:

آیا تا به حال از خود پرسیده اید دلیل تغییر رنگ برگ ها در فصل پاییز از سبز به طیفی از رنگ های بسیار زیبای زرد، نارنجی و قرمز چیست؟ برگ ها رنگ های زیبای خود را از رنگدانه هایی می گیرند که از مولکول های ایجاد کننده ی رنگ در اندازه های مختلف ایجاد می شوند. در طول ماه های گرم سال گیاهان با کمک برگ های خود نور خورشید را به انرژی غذا تبدیل می کنند، فرآیندی که فوتوسنتز نام دارد. این فرآیند در درجه اول از رنگدانه هایی استفاده می کند که نور سبز را منعکس می کنند و این رنگ مشخصه را به برگ ها می دهند.

رنگ های نهفته در برگ های پاییزی

در فصل پاییز که روزها کوتاه تر و سردتر می شوند، بسیاری از درخت ها تولید انرژی غذا را متوقف می کنند و در نتیجه دیگر نیازی به رنگدانه های سبز ندارند. دیگر رنگدانه های برگ ها که برخی از آنها در فصل تابستان نیز در برگ حضور داشته اند قابل مشاهده می شوند. راز این رنگ های پنهانی پاییز را با جداسازی رنگدانه های برگ ها با روش کروماتوگرافی کاغذی کشف کنید. به نظرتان چه رنگ هایی مشاهده خواهید کرد؟

پیش زمینه:

انواع بسیاری از رنگدانه ها در برگ ها وجود دارد. کلروفیل باعث سبز شدن برگ ها می شود و به انجام فوتوسنتز در ماه های گرم و آفتابی کمک می کند. با رسیدن فصل پاییز رنگ سبز تولید کننده ی غذا کم می شود و رنگدانه های دیگر از جمله زرد، نارنجی و قرمز پدیدار می شوند.

رنگ های نهفته در برگ های پاییزی

رنگدانه های زرد Xanthophyll و رنگدانه های نارنجی Carotenoid نام دارند. در تابستان از این رنگدانه ها نیز در فوتوسنتز استفاده می شود اما کلروفیل که رنگدانه ی قوی تری است بر آنها غالب است. این رنگدانه ها نسبت به کلروفیل به زمان بیشتری برای شکستن نیاز دارند، به همین دلیل در برگ های پاییزی پدیدار می شوند. این رنگدانه ها هم چنین در هویج، گل لاله، موز و سایر گیاهان رنگی وجود دارند. رنگدانه ی قرمز آنتوسیانین نیز در طول فصل تابستان تشکیل نمی شود بلکه تنها با گروه نهایی رنگ های پاییزی پدیدار می شود. این مولکول ها سبب ایجاد رنگ قرمز در سیب، توت فرنگی و میوه های دیگر می شوند.

رنگ های نهفته در برگ های پاییزی

اگرچه برگ مخلوطی از این رنگدانه هاست، شما می توانید این رنگ ها را با روش کروماتوگرافی کاغذی از هم جدا کنید. در این فرآیند رنگدانه ها حل و توسط یک نوار کاغذی جذب می شوند. حرکت مولکول های بزرگتر در کاغذ دشوارتر است و ممکن است این مولکول ها در بافت کاغذ گیر بیفتند، در حالی که مولکول های کوچک تر می توانند در طول کاغذ به راحتی حرکت کنند. در این فرآیند رنگدانه ها از نظر اندازه و رنگ از هم جدا می شوند.

مواد و وسایل مورد نیاز:

 برگ هایی در مراحل مختلف تغییر رنگ (حدود ده برگ از هر رنگ مناسب است.)
 قیچی
 لیوان شیشه ای محکم (سه یا چهار عدد)
 الکل صنعتی (ایزوپروپیل الکل)
 قاشق چوبی یا هر وسیله ی چوبی مناسب دیگر برای خرد کردن برگ ها
 چنگال
 کاسه ی بسیار کوچک یا جاشمعی سبک (سه یا چهار عدد)
 حوله کاغذی سفید محکم و سنگین با جذب بالا

رنگ های نهفته در برگ های پاییزی

 خط کش
 مداد
 خلال دندان
 بشقاب (یا هر سطح صاف دیگر برای محافظت از سطح کار در برابر رنگ)
 ظرف شیشه ای بلند (سه یا چهار عدد)
 گیره ی کاغذ بزرگ (۹ تا ۱۲ عدد)


آماده سازی:

برگ هایی در مراحل مختلف تغییر رنگ در فصل پاییز، ترجیحاً از یک درخت جمع کنید.
این برگ ها را بر اساس رنگ در گروه های مجزا قرار دهید. (در هر گروه حداقل ده برگ بزرگ) مثلاً می توانید برگ ها را به سه گروه سبز، زرد و قرمز تقسیم کنید.
برای هر گروه از برگ ها، سه تا چهار نوار کاغذی آماده کنید. هر نوار باید یک اینچ ضخامت داشته باشد. طول این نوارها باید به قدری بلند باشد که یک سر آنها به انتهای ظرف های شیشه ای بلند برسد و در این حالت مقداری از آن از ظرف بیرون بماند. حال با استفاده از مداد، خطی به فاصله ی یک اینچ از انتهای هر نوار روی آن رسم کنید.

روش کار:

 برگ ها را با قیچی به قطعات کوچک تر ببرید. هر گروه از برگ ها را در ته یک لیوان بریزید.
 یک قاشق غذاخوری الکل به هر شیشه اضافه کنید.
 با یک قاشق چوبی به مدت پنج دقیقه برگ ها را بکوبید تا با الکل مخلوط شوند و محلولی تیره به دست بیاید. رنگ الکل چه تغییری کرده است؟

رنگ های نهفته در برگ های پاییزی

 محلول را به مدت ۳۰ دقیقه در مکانی تاریک در خانه قرار دهید.
 با یک چنگال تکه های باقی مانده در محلول ها را دور بریزید.
 هر کدام از محلول ها را داخل یک کاسه ی کوچک بریزید و آن را در مکانی تاریک در خانه قرار دهید تا الکل بیشتری تبخیر شود. با یک خلال دندان محلول ها را هم بزنید. در صورتی که غلظت آنها بیشتر شده است برای انجام مرحله ی بعدی آزمایش آماده هستید.

رنگ های نهفته در برگ های پاییزی

 محلول ها را با خلال دندان به خوبی هم بزنید. (برای هر محلول از یک خلال دندان جداگانه استفاده کنید تا رنگ ها با هم مخلوط نشوند.)
با استفاده از خلال دندانی جداگانه برای هر محلول، خطی رنگی روی خطی که بر نوارهای کاغذی رسم کرده بودید بکشید. از آنجا که برخی از رنگدانه های گیاه ایجاد لک می کنند، بهتر است این کار را روی یک بشقاب انجام دهید تا سطح کارتان کثیف نشود. برای هر رنگ، سه تا چهار نوار را به این شکل حاضر کنید.
اجازه دهید نوارهای کاغذی خشک شوند.
در حین خشک شدن نوارها، به مقدار کافی الکل در هر ظرف شیشه ای بریزید تا انتهای این ظرف ها پر شود. برای هر محلول رنگی یک ظرف نیاز خواهید داشت.
 
 حال طوری نوارهای کاغذی را در ظرف ها قرار دهید که انتهای رنگی آنها پایین باشد و سر پایینی نوار با الکل مماس شود. لبه ی بالایی نوارها را با گیره به لبه ی شیشه متصل کنید. دقت داشته باشید که نوارها نباید لبه ی ظرف را لمس کنند بلکه تنها در قسمت بالایی باید به ظرف متصل باشند. هر نوار کاغذی را به ظرف مخصوص خود متصل کنید و مراقب باشید در حین کار این نوارها با همدیگر تماس پیدا نکنند. 
ظرف های شیشه ای را به مدت سی دقیقه بی حرکت بگذارید و نوارهای کاغذی را زیر نظر بگیرید. رنگ روی نوارها چه تغییری می کند؟ 
 با رسیدن رنگ یک نوار کاغذی به قسمت بالایی نوار، تمام نوارها را از ظرف ها خارج کنید و اجازه دهید خشک شوند. 
به نوارهای خشک شده خوب نگاه کنید. رنگ روی این نوارها چه تفاوتی با هم دارند؟ آیا نوارهای مربوط به محلول های مختلف رنگ هایی مخصوص به خود دارند یا رنگ هایی مشترک یا هر دو؟

 به ترتیب رنگ های روی نوارها دقت کنید. موقعیت یک رنگ خاص روی نوارهای مختلف چگونه است؟ ترتیب جداسازی رنگ ها روی نوارهای مختلف یکسان است یا متفاوت؟
 
نکته: اگر رنگ های مورد استفاده کمرنگ هستند، می توانید از تعداد بیشتری برگ استفاده کنید و یا خط پر رنگ تری روی نوار کاغذی رسم کنید.

آزمایش های تکمیلی:

 می توانید با همین روش مولکول های رنگی بسیاری از گیاهان را با هم مقایسه کنید. به عنوان مثال می توانید از کلم قرمز، هویج، چغندر، اسفناج، گل ها و سایر گیاهان رنگی استفاده کنید. ترکیب رنگی این گیاهان چه تفاوتی با هم دارد؟
 اگر درختی با برگ های متنوع از نظر رنگ در دسترس تان هست، می توانید رنگ های بیشتری از مراحل تغییر رنگ برگ ها را بررسی کنید.

مشاهده و نتیجه گیری:

آیا توانستید چند رنگ مختلف روی نوارهای کاغذی خود مشاهده کنید؟ آیا متوجه این موضوع شدید که برخی رنگ های تشکیل دهنده ی محلول ها کاملاً با هم متفاوت هستند؟
 
اگر چه به نظر می رسد برگ درختان یک رنگ دارند، در واقع رنگ آنها متشکل از ترکیبی از مولکول های رنگدانه است. در این فعالیت علمی، کروماتوگرافی کاغذی رنگدانه ها را با توجه به اندازه ی مولکول هایشان جدا می کند. در نتیجه روی یک نوار کاغذی رنگ های متفاوتی در موقعیت های گوناگون مشاهده می کنید. همچنین ترتیب رنگ ها روی نوارهای مربوط به محلول های مختلف باید تقریباً یکسان باشد.

رنگ های نهفته در برگ های پاییزی


اما نوارهای رنگی مختلف تشکیل شده روی کاغذها چیست؟ این نوارها در واقع رنگدانه های مختلف داخل برگ ها هستند. رنگدانه-هایی که احتمالاً روی نوارهای کاغذی خود مشاهده کرده اید کلروفیل سبز، Xanthophyll زرد، Caroteniod نارنجی و آنتوسیانین قرمز هستند. رنگدانه هایی که مولکول های بزرگتری دارند معمولاً در نزدیکی انتهای نوار قرار می گیرند، در جایی که خط رنگی از محلول روی کاغذ کشیده شده بود، زیرا حرکت این مولکول های بزرگتر در طول بافت کاغذ دشوارتر است. رنگدانه های کوچکتر می توانند آسان تر به سمت بالای نوار کاغذی حرکت کنند و در نتیجه بیشتر در قسمت های بالایی کاغذ دیده می شوند.
از آنجا که رنگ برگ وابسته به ترکیب رنگدانه های داخل آن است، برگ هایی با رنگ های مختلف نوارهای کاغذی خاص خود را ایجاد می کنند. برای مثال، برگ های خیلی سبز احتمالاً هیچ رنگ قرمزی (آنتوسیانین) در نوار کاغذی خود ندارند.

تمیز کردن:

از آنجا که برخی از رنگدانه های گیاهان ایجاد لک می کنند، دقت داشته باشید که محلول های رنگی تان در هنگام دور ریختن روی سطحی ایجاد لک نکنند.

منبع:
Scientific American 1
Scientific American2
Paper Chromatography Resources

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان، تنظیم : نیلوفر یاقوتی

طراحی سد

طراحی سد

به دلیل وجود گرانش، تمام اشیا و مواد با بالا رفتن از سطح زمین دارای انرژی پتانسیل می شوند. با سقوط این اجسام به سمت زمین انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی یا حرکتی تبدیل می شود. در مورد آب می توان از سقوط آن یک توربین را که مانند پروانه است به چرخش درآورد. ...
جداسازی از طریق تقطیر

جداسازی از طریق تقطیر

برای ساخت یک محلول به چه چیزهایی نیاز دارید؟ اول از همه آب (حلال) و سپس ماده ای مانند شکر یا نمک که در آن حل شود (حل شونده). حلال و حل شونده تشکیل یک محلول می دهند ...
منجنیق

منجنیق

هنگامی که منجنیق را آماده ی پرتاب می کنید به آن انرژی می دهید. این انرژی به صورت انرژی پتانسیل در جسم ذخیره می شود. منجنیقی که شما در این فعالیت علمی خواهید ساخت با استفاده از انرژی پتانسیل الاستیک ذخیره شده...
UserName