Practicum: Chromatografie – bladpigmenten – Biologie Klas 3 HAVO

In dit practicum voor klas 3 HAVO scheid je de pigmenten van groene bladeren via papierchromatografie. Je identificeert chlorofyl a, chlorofyl b, caroteen en xanthofyl aan de hand van Rf-waarden en koppelt aan de rol van elk pigment in de fotosynthese.

Leerdoel

Na dit practicum kun je papierchromatografie uitvoeren en Rf-waarden berekenen, de vier bladpigmenten herkennen aan kleur en Rf, de rol van elk pigment in de fotosynthese beschrijven, en verklaren waarom bladeren in de herfst van kleur veranderen.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 3 | Vak: Biologie | Domein: M (assimilatie, fotosynthese) | Fotosynthese, chlorofyl, caroteen, xanthofyl, chromatografie, Rf-waarde, lichtabsorptie

Benodigdheden

• Verse spinazie of brandnetel bladeren
• Aceton (oplosmiddel voor extractie) → zie CMR-vrij alternatief hieronder
• Loopvloeistof: petroleumether/aceton (9:1 v/v) → zie CMR-vrij alternatief hieronder
• Chromatografiepapier (20 × 3 cm stroken)
• Chromatografieflessen of grote reageerbuizen met stop
• Capillair, potlood, liniaal

⚠️ CMR-vrij alternatief voor loopvloeistof en extractiemiddel

Petroleumether en aceton staan op de SZW CMR-lijst van kankerverwekkende, mutagene en reproductietoxische stoffen en zijn in het voortgezet onderwijs niet toegestaan zonder uitgebreide risicoanalyse (Arbocatalogus VO, Voion). Gebruik onderstaande alternatieven — het practicum is daarmee volledig uitvoerbaar.

• Extractiemiddel (i.p.v. aceton): isopropanol (propaan-2-ol). Los het bladmateriaal hierin op op dezelfde wijze als beschreven in de werkwijze.
• Loopvloeistof (i.p.v. petroleumether/aceton): isopropanol/water (80:20 v/v). Giet 0,5 cm van dit mengsel in de chromatografiefles en ga verder zoals hieronder beschreven.

Let op: met isopropanol/water als loopvloeistof duurt de looptijd iets langer (ca. 30–45 min) en zijn de Rf-waarden niet identiek aan die bij petroleumether/aceton. De scheiding van caroteen, xanthofyl, chlorofyl a en chlorofyl b blijft zichtbaar. Gebruik de gemeten Rf-waarden relatief ten opzichte van elkaar voor de identifikatie.

Achtergrondinformatie

Bladeren bevatten meerdere fotosynthetische pigmenten in de chloroplasten: Chlorofyl a (blauwgroen, Rf ≈ 0,65): absorbeert rood en blauw licht; primair pigment. Chlorofyl b (geelgroen, Rf ≈ 0,45): absorbeert blauw en oranje licht; accessoir. β-caroteen (oranje, Rf ≈ 0,95): absorbeert blauw-groen; fotobescherming. Xanthofyl (geel, Rf ≈ 0,30): absorbeert blauw licht; accessoir, fotobescherming. Rf = afstand stof / afstand front.

Werkwijze

1. Wrijf het bladmateriaal met een coinmunt over de potloodlijn op het chromatografiepapier (of: extraheer in isopropanol en breng extract aan met capillair). Laat drogen.
2. Giet 0,5 cm loopvloeistof (isopropanol/water 80:20) in de chromatografiefles. Hang het papier erin (vlekje niet in vloeistof). Sluit af. Laat lopen tot front 15 cm bereikt heeft (≈30–45 min).
3. Haal het papier uit, markeer het front meteen. Laat drogen. Meet alle banden.

Meettabel (frontafstand = 15 cm)

Verwerkingsvragen

1. Verklaar waarom caroteen bovenaan de chromatografieplaat loopt (hoge Rf).
2. Waarom worden bladeren in de herfst geel/oranje, terwijl ze in de zomer groen zijn?
3. Waarom hebben planten naast chlorofyl ook carotenoiden (caroteen, xanthofyl) nodig?

Uitwerking

V1: β-Caroteen is sterk apolair (hydrofoob koolwaterstofmolecuul zonder polaire groepen). De apolaire loopvloeistof lost het gemakkelijk op. De papierstationaire fase trekt apolaire moleculen nauwelijks vast → caroteen beweegt snel mee → hoge Rf.

V2: In de zomer overheerst het groene chlorofyl (de gele/oranje pigmenten zijn er ook maar worden gemaskeerd). In de herfst wordt chlorofyl afgebroken (fotolabiel, energiebesparing bij kortere dagen). De stabielere carotenoiden (geel, oranje) blijven langer aanwezig en worden nu zichtbaar → blad ziet er geel/oranje uit.

V3: (1) Carotenoiden absorberen golflengten die chlorofyl minder goed absorbeert (blauw-groen, oranje) → breder absorptiespectrum → meer lichtenergie beschikbaar. (2) Bescherming: bij te veel licht vangen carotenoiden overtollige energie op en geven die af als warmte, waardoor photooxidatieve schade aan chlorofyl wordt voorkomen.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert chromatografiepapier, chromatografieflessen en isopropanol voor pigmentscheidingspraktika in het voortgezet biologieonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.