Jako, że udało mi się nabyć w rozsądnej cenie sprzęt do chromatografii postanowiłem bliżej zaprzyjaźnić się z chemią. Procedurę wykonałem wg tej broszurki: Określanie skuteczności fermentacji jabłkowo-mlekowej. (Kontrola FJM)
Otrzymałem wynik jak poniżej.

Badane roztwory nanosiłem minimalnie na prawo od widocznych u dołu zrobionych ołówkiem kropek (oddalonych od siebie o 2cm i leżących 2cm od dolnej krawędzi bibuły - zgodnie z wytycznymi z broszurki). Są to (od prawej):
1. roztwór wodny kwasu winowego (słaby na oko, patrz pytanie nr 1),
2. r-r kwasu cytrynowego,
3. sok z jabłek (boskop, wyniki pomiarów to 17,5 Blg oraz 13g kwasu),
4. tegoroczne wino z labruski,
5. zeszłoroczne wino z dzikiej róży (dokwaszane kw. winowym)
6. wino typu bikaver przywiezione z Egeru.
Plamki miały ok 6-8 mm (na zdjęciu widać plamkę bikavera o średnicy 8mm).
Na zdjęciu wszystko jest trochę mniej wyraźne niż w rzeczywistości.
W związku z tym, że jest to moje pierwsze podejście do chromatografii mam pytania, wszelkie inne sugestie, wnioski itp także mile widziane (całe badanie wykonałem w celach czysto poznawczych)

1. Czy jako wzorzec powinno się stosować r-r o jakimś konkretnym stężeniu?
2. Co zrobiłem źle, co mogłem zrobić lepiej?
3. Dlaczego kwas winowy (1. od prawej) zaczyna się praktycznie na takim samym poziomie jak kwas cytrynowy (2. od prawej) i jabłkowy (3. od prawej)? Czy to wina zbyt małego stężenia tego r-r w stosunku do 2. i 3.?
4. Skąd ten "dołek" w żółtej barwie na dole bibuły przy soku z jabłek (zakładam, że to głównie kw. jabłkowy)
5. Wszystkie wina (4,5,6 od prawej) w przeciwieństwie do r-r wodnych kwasów (1-3 od prawej) mają na samej górze intensywniejsze "coś", co wg broszurki interpretuję jako kwas mlekowy. Jedyne "pełnoprawne" wino, czyli bikaver zawierałoby zatem jedynie kwas winowy i mlekowy, natomiast dzika róża i labrucha po trochu wszystkiego. Z drugiej strony FJM w przypadku labruski nie prowadziłem celowo i nie przypuszczam, żeby zaszła spontanicznie (miazga była zbyt mocno zasiarkowana - ok 2g/10l i wymagała wietrzenia przed zaszczepieniem MD, winogrona były niedojrzałe (pomiar: Blg = 16, kwasy = 30, rozcieńczone wodą 1:1 + drożdże Maurivin B, skończyło na 7.5g) więc ph też raczej zbyt niskie), podobnie nie podejrzewam o to dzikiej róży. Jak inaczej można interpretować to wskazanie u góry bibuły?
6. Co mogę zrobić (poza zastosowaniem szerszej bibuły?) żeby bardziej "rozdzielić" poszczególne kwasy? Na logikę długość słupków odpowiadających poszczególnym kwasom zależy od ich stężenia, więc może zamiast szerszej bibuły (nie mam tak wysokiego słoika) mogę rozcieńczyć badane substancje, albo nanieść np 2 zamiast 3 kropli?

Zestaw wykorzystany w badaniu zakupiłem w sklepie janlubera.pl (nie wiem z czego składa się roztwór rozwijający), do badania wykorzystałem pół bibuły kierunkowej Whatman o wysokości 10cm.
Wszystkie wyniki pomiaru kwasów powyżej podałem w przeliczeniu na kw. winowy (tzn miareczkowanie przy sztucznym założeniu, że jest tylko winowy).

PS. Wiem, że ze względu na materiał poddawany badaniu prawdopodobnie ten post bardziej pasuje na sąsiednie forum, jednak wydaje mi się, że temat jest z gatunku raczej zaawansowanych, stąd szukam pomocy tutaj.

PS2. Tak, wiem że mam braki w podstawach chemii (planuję odszukać swoje podręczniki, bo ostatnio chemię miałem w 3 klasie LO), będę wdzięczny za odnośniki do doczytania w potencjalnych odpowiedziach.

Gratuluję! Uzyskałeś całkiem czytelny chromatogram. Z kwasem cytrynowym można sobie dać spokój i go w ogóle nie nanosić a zamiast niego nanieść próbkę z kwasem mlekowym (bo tak naprawdę głównie o niego nam chodzi). Stężenia wzorców kwasów w zestawach do chromatograficznej kontroli FJM wynoszą 1g kwasu/200ml wody, czyli ok. 0,5%. Co do wysokości bibuły to min. 17cm dla uzyskania dobrej rozdzielczości. Nie chcę wnikać w "chemizm" Twoich win, ale wg. mnie jeżeli chromatogram wskazuje na obecność kwasu mlekowego to tak po prostu jest. Pozostań przy trzech kroplach wina, wzorce dopasuj stężeniem, kwas cytrynowy pomiń, użyj wyższej bibuły a pewnie kolejny chromatogram będzie jeszcze czytelniejszy.
Pozdrawiam. Artur

Jeszcze jedno pytanie: jak stężenie kwasu wpływa na wysokość "słupka"? Czy jest to zależność liniowa?

Ja bym do tego podszedł ostrożniej. Jeżeli "plamka" pojawia się nad "plamką" kwasu jabłkowego, to świadczy o obecności kwasu od niego lżejszego. Może to być kwas mlekowy, ale nie musi, równie dobrze może to być np. kwas bursztynowy, zwłaszcza, że obecność lżejszego kwasu występuje w labrusce i dzikiej róży.

P.S. Tak wogóle to rzeczywiście ładny ten chromatogram, tym bardziej że jest na bibule.

_________________
Pozdrawiam Kuba

Wykonałem próbny chromatogram z użyciem czystych kwasów: winowego, mlekowego i jabłkowego, roztwory o stężeniach 0,3%. Plamki nanoszone kapilarą - 3 krotnie. Ostatnia plamka stanowi mieszaninę trzech kwasów - każdy kwas nanoszony jednokrotnie. Układ rozwijający butanol/kwas mrówkowy/zieleń bromokrezolowa. Bibuła Whatman, wysokość całkowita 17 cm. Rozwijanie chromatogramu zajęło ponad 3 godziny. Suszenie w temp. 120 st. przez 1 godzinę.
Z efektu jestem średnio zadowolony. Poniżej 2 zdjęcia tego samego chromatogramu normalnie i pod światło. W przyszłym tygodniu zrobię na układzie butanol/kwas octowy/błękit bromofenoloy i się porówna.

_________________
Pozdrawiam, Mietek

______________________________________________________________________
Błogosławiony ten, co nie mając nic do powiedzenia, nie obleka tego faktu w słowa.
(J. Tuwim)

Chromatografia bibułowa jako metoda pomiarowa nie jest wykorzystywana do ilościowego lecz jakościowego określenia składu roztworu, tzn. nie ile czego ale co wchodzi w skład r-ru. Określanie stężenia na podst. chromatogramu jest jego nadinterpretacją choć wielkość plamki zależy od ilości kwasu naniesionego na punkt startowy (ilości a nie stężenia). R-ry rozcieńczone należy nanosić wielokrotnie aby ilość kwasu naniesiona na pkt startowy była wystarczająca do utworzenia dobrze widocznej plamki na chromatogramie. Dla danej próbki na podstawie wielkości plamek można określić, że jednego kwasu jest więcej niż drugiego (szczególnie gdy wielkości plamek są zdecydowanie różne) ale do pomiaru stężenia ta metoda się nie nadaje.

Moszcze niedojrzałych winogron oraz produkty fermentacji sacharozy mogą zawierać nawet znaczne (1g/l) ilości kwasu bursztynowego, co przy czułości metody (chromatografii bibułowej) określanej na 100mg/l może powodować pewne problemy interpretacyjne. Na szczęście moszcze mamy z dojrzałych winogron, nie dosładzane cukrem (czego koledze Tibek życzę) co problem nam rozwiązuje .
Pozdrawiam. Artur

Kwasy organiczne w tej chromatografii nie rozdzielają się według swoich mas cząsteczkowych (swojego ciężaru), a przynajmniej nie jest to decydującym czynnikiem, lecz raczej dzięki ich różnej polarności (najbardziej polarne - o największej liczbie grup karboksylowych i hydroksylowych w swej cząsteczce - migrują najwolniej). Kwas bursztynowy posiada dwie grupy karboksylowe, a kwas mlekowy, jedną grupę karboksylową i jedna grupę hydroksylową, podczas gdy kwas jabłkowy, dwie grupy karboksylowe i jedną grupę hydroksylową, więc kwas bursztynowy i mlekowy migrują szybciej niż kwas jabłkowy (zajdą dalej). Kwas winowy, posiadający dwie grupy karboksylowe i dwie hydroksylowe, migruje najwolniej.

Akurat nie miałem na myśli masy cząsteczkowej, a masę właściwą.



Nie twierdzę, że nie masz racji, ale zastanawia mnie dlaczego kwas cytrynowy "powędrowal" tak wysoko, skoro ma trzy grupy karboksylowe i jedną hydroksylową.

_________________
Pozdrawiam Kuba

Kwas cytrynowy przy użyciu n-butanolu/kw. mrówkowego/zieleni bromokrezolowej nasyconych wodą powinien przejść ok. 0,42-0,45 drogi, jaką przeszło czoło rozpuszczalnika (kwas winowy 0,28-0,30, kwas jabłkowy 0,51-0,56, zaś mlekowy 0,69-0,78). Dokładniej to napisałem, że masa cząsteczkowa nie jest decydującym czynnikiem, lecz polarność związku. Jednak, wielkość cząsteczki wpływa na polarność. O polarności związku decyduje to jak skrajnie w jego cząsteczce rozłoży się cząstkowy ładunek elektryczny.

Pisząc
masz na myśli czoło plamki danego kwasu?

To powinien być raczej środek plamy. Plamę można obrysować ołówkiem, wyznaczyć jej środek, zmierzyć jego położenie od startu i podzielić przez drogę jaką przebyło czoło rozpuszczalnika (czoło rozpuszczalnika najłatwiej zaznaczyć ołówkiem jak chromatogram lekko wyschnie). Plama powinna być analizowana bez jej ewentualnego ogona, który może się pojawić, jeśli w układ rozpuszczalnika złapał trochę wilgoci, np. z powietrza. Tej resztki wody (ale nie takiej, którą widać jako oddzielną fazę!) można się pozbyć przepuszczając roztwór przez sączek z bibuły (woda powinna być zaabsorbowana przez włókna celulozy). Inny powód występowania ogona to przeładowanie próbki. Ponieważ jednak i tak czasami plamy nie przemieszczają się książkowo, to prawie zawsze zaleca się stosowanie odpowiednich wzorców.

Do tego układu, zgodnie z recepturami, jest dodawana woda, więc ta którą wciągnie z powietrza nie ma żadnego znaczenia.
Absorbowanie wody z rozpuszczalnika przez sączek celulozowy to już czysta herezja.

@Amawin
Może więcej praktyki, a mniej teorii. Zachęcam cię do wykonania chromatogramów i podzielenia się doświadczeniem.

_________________
Pozdrawiam, Mietek

______________________________________________________________________
Błogosławiony ten, co nie mając nic do powiedzenia, nie obleka tego faktu w słowa.
(J. Tuwim)

Dziękuję. Woda jest dodawana jedynie dla nasycenia nią n-butanolu i po wytrząsaniu powinna być całkowicie usunięta za pomocą rozdzielacza. Sucha celuloza może pochłonąć odrobinę wody. To właśnie warstewka wody związana na celulozie jest fazą stacjonarną w tej chromatografii i to w niej zatrzymywane są bardziej polarne związki.

Witam

"To właśnie warstewka wody związana na celulozie jest fazą stacjonarną w tej chromatografii"

Odważna teoria !!!
Proponuję doczytać trochę szeroko "niezrozumiałej" teorii a nie wypisywać podobnych h....zji.

BTW: Rozwiń myśl "to w niej (woda) zatrzymywane są bardziej polarne związki" bo zaczyna być interesująco

Pozdrawiam
Przemnix

Nie wiem, na czym polega ta odwaga albo herezja (to chyba było to wykropkowane słowo). Woda jest rozpuszczalnikiem polarnym, zaś butanol niepolarnym. Substancje polarne garną się do polarnych, a niepolarne do niepolarnych. Kwasy organiczne występujące w winie są substancjami polarnymi ze względu na obecność grupy karboksylowej (-COOH) oraz u większość z nich, także jednej lub więcej grup hydroksylowych (-OH), w których elektrony z wiązania między atomem wodoru i silnie elektroujemnym atomem tlenu są przesunięte w stronę tego ostatniego, przez co pojawia się w cząsteczce obojętnej elektrycznie cząstkowy ładunek dodatni (przy atomie wodoru) i ujemny (przy atomie tlenu), czyli dipol, tak jak w cząsteczce wody. Porywane przez migrujący do góry rozpuszczalnik (fazę ruchomą) substancje są zatrzymywane i oddawane przez fazę stacjonarną, którą tutaj jest zaadsorbowana na celulozie woda. Te bardziej polarne są zatrzymywane mocniej, przez co wolniej migrują do góry (pozostają bliżej startu).

Bardzo chętnie poznam inne wytłumaczenie. Pozdrawiam.