Estraiamo la clorofilla Proponiamo ai ragazzi un esperienza molto interessante che permette di vedere alcuni segreti della foglia: l estrazione dei pigmenti responsabili del colore delle foglie stesse e della fotosintesi e la loro separazione su carta per evidenziarne l eterogeneità. Insiti nell esperienza ci sono due messaggi: il primo è che stiamo facendo leva sulle capacità di astrazione dei nostri ragazzi, stiamo chiedendo loro di immaginare che il liquido colorato che stanno estraendo dalla foglia contenga la molecola responsabile della reazione chimica chiamata fotosintesi. Il secondo messaggio è che quando vediamo un liquido di un certo colore è molto probabile che tale colore risulti dall aver mescolato insieme più colori.
I pigmenti, ossia molecole colorate, conferiscono il colore verde alle foglie e che captano l'energia luminosa necessaria perché le piante possano svolgere la fotosintesi clorofilliana. I principali, la clorofilla A, la clorofilla B, il carotene e le xantofille possono essere facilmente estratti dalle foglie verdi di qualunque pianta. In questa esperienza sceglieremo delle foglie verdi (preferibilmente di spinacio).
Estrazione della clorofilla Materiale: Foglie Alcool a 95 (va benissimo l'alcool per liquori reperibile nei supermercati) Forbici Due barattoli con il tappo Un imbuto Carta assorbente
Scegliamo la pianta di vite americana perché è possibile raccogliere foglie di vari colori ed ha foglie larghe e carnose che si possono frantumare facilmente. Spezzettiamo le foglie con le forbici e dividendole a metà mettiamole in due barattoli. Ad una ciotola aggiungiamo un po di alcool, mentre all altra dell acqua. Mescoliamo ed aggiungiamo ancora dell'alcool o dell acqua. Dopo 10 minuti, versare l'alcool e l acqua in due distinti barattoli filtrando il liquido con un imbuto e carta assorbente per eliminare i frammenti di foglia rimasti. Con l alcol abbiamo estratto i pigmenti, mentre l acqua non è riuscita ad estrarre sostanze colorate.
Per poter osservare tutti i pigmenti contenuti nel nostro estratto alcolico, utilizziamo una tecnica molto sofisticata, ma semplice da realizzare: la cromatografia.
La cromatografia (ossia separazione dei colori) permette di dividere le varie componenti del colore verde che abbiamo estratto dalla foglia. Questa tecnica sfrutta la diversa solubilità delle molecole nell alcool. Per fare una cromatografia, si mette una goccia della sostanza su una striscia di carta. Poi, una volta seccata, si fanno cadere altre gocce di alcol delicatamente sopra la goccia di colore.
Cromatografia della clorofilla Materiale: clorofilla estratta con alcol etilico carta da filtro per il te o il caffè Contagocce Barattolo di vetro alto Solvente per smacchiare (Avio)
Per questo esperimento utilizziamo la clorofilla precedentemente estratta con alcool etilico. Per effettuare l'esperienza prepariamo un vasetto di vetro un po alto con relativo coperchio versando sul fondo uno mezzo centimetro di Avio (è lo smacchiatore per vestiti). Per saturare di vapore l interno del vaso, lo tappiamo e aspettiamo qualche minuto.
Preleviamo poche gocce di clorofilla con il contagocce e le lasciamo cadere a circa 1,5 cm da un'estremità di un foglio di carta da filtro. Dobbiamo cercare di fare una striscia stretta dell'estratto di pigmenti asciugando subito la carta con un asciugacapelli in modo che il liquido non si sparga troppo nella carta. Per ottenere una striscia di colore intenso si deve ripetere più volte questa operazione, sempre nella stessa zona. Dal lato opposto a dove stratifichiamo, dobbiamo praticare un foro con ago e filo e poi fare un nodo facendo pendere il filo di almeno 10 cm.
Prendiamo la striscia di carta su cui è stata deposta la miscela di pigmenti e si mettiamola nel vaso in modo che l'estremità inferiore peschi nel liquido. Fissiamo il filo con il coperchio in modo da tenere la striscia sospesa e non attaccata ai lati. Lasciamo migrare il solvente lungo la carta sino a che è giunto a 1 cm dal bordo superiore, togliamo la carta e mettiamola ad asciugare appesa sempre per il filo.
La carta da filtro assorbe il solvente per capillarità: la carta infatti è fatta da tanti fibre che lasciano, degli spazi vuoti simili a sottili canali. Il solvente sale lungo questi canali, simili a capillari e trascina con sé le sostanze in soluzione. Se in soluzione ci sono più soluti, essi si separano in base al loro peso e dimensione. Prima si fermeranno le molecole più pesanti e poi successivamente le altra fino alla più leggera. La clorofilla B (più pesante e gialla) e la clorofilla A (appena più leggera e verde) avranno corso molto poco e formeranno una banda mista a poca distanza dal punto di partenza, le xantofille faranno una striscia gialla più scura della precedente e il carotene invece formerà una sottile banda di colore arancio nel punto più lontano in cui è giunto il solvente. Avremo così separato le varie componenti del liquido: i pigmenti fotosintetici.
Come si vede, nella soluzione non ci sono solo la clorofilla A e B, ma anche altri pigmenti chiamati pigmenti accessori: le xantofille (gialle) e i carotenoidi (arancioni). Il solvente ha così suddiviso i vari componenti di diverso peso e di diverso colore. I pigmenti accessori svolgono un ruolo importante nella fotosintesi: aumentano la possibilità di assorbire la luce a più lunghezze d'onda. Con essi la pianta assorbe quella parte di energia luminosa che usando solo la clorofilla A rimarrebbe inutilizzata.