Practicum: Fotosynthese – papierchromatografie van bladpigmenten – Biologie Klas 3 VWO

In dit practicum voor klas 3 vwo scheid je de pigmenten van een plantenblad via papierchromatografie. Je berekent Rf-waarden, identificeert de pigmenten en koppelt dit aan hun rol in de lichtreacties van fotosynthese.

Leerdoel

Na dit practicum kun je papierchromatografie uitvoeren en Rf-waarden berekenen, minstens vier bladpigmenten noemen (chlorofyl a, chlorofyl b, caroteen, xanthofyl) en hun absorptiegebieden beschrijven, en de rol van elk pigment in de lichtreacties verklaren.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 3 | Vak: Biologie | Domein: Zelfregulatie (M2) – assimilatie, fotosynthese, dissimilatie

Benodigdheden

• Verse spinaziebladeren of brandnetelbladeren
• Chromatografiestrookjes (of koffiefilterstroken 2×10 cm)
• Chromatografiesolvent: petroleum-ether / aceton 9:1 of hexaan/aceton → zie CMR-vrij alternatief hieronder
• Aceton (extractiemiddel) → zie CMR-vrij alternatief hieronder
• Glazen chromatografiekolom of groot reageerbuis
• Mortiervijzel of stamper met kwartszand
• Liniaal en potlood

⚠️ CMR-vrij alternatief voor extractiemiddel en loopvloeistof

Petroleumether, hexaan en aceton staan op de SZW CMR-lijst en zijn in het voortgezet onderwijs niet toegestaan zonder uitgebreide risicoanalyse. Gebruik onderstaande alternatieven:

• Extractiemiddel (i.p.v. aceton): isopropanol (propaan-2-ol). Voeg 2 mL isopropanol toe aan het fijngestampte bladmateriaal en ga verder zoals beschreven in de werkwijze.
• Loopvloeistof (i.p.v. petroleumether/aceton of hexaan/aceton): isopropanol/water (80:20 v/v).

Let op: de Rf-waarden wijken iets af van die bij petroleumether/aceton. De scheiding van caroteen, xanthofyl, chlorofyl a en chlorofyl b blijft zichtbaar. Gebruik de Rf-waarden relatief ten opzichte van elkaar voor de identificatie. De looptijd bedraagt ca. 30–45 min.

Achtergrondinformatie

Bladgroen bevat meerdere pigmenten die elk een ander deel van het zichtbaar spectrum absorberen. Papierchromatografie scheidt pigmenten op basis van oplosbaarheid en adsorptie aan het papier. De Rf-waarde: Rf = (afstand pigment) / (afstand oplosmiddel). Elke stof heeft een karakteristieke Rf. Caroëen (oranje) heeft de hoogste Rf; chlorofyl b de laagste. Chlorofyl a en b absorberen rood en blauw licht; caroëen en xanthofyl absorberen blauw-violet licht.

Werkwijze

1. Stamp bladmateriaal (≈2 g) fijn met kwartszand in de mortiervijzel. Voeg 2 mL isopropanol toe. Stamp opnieuw totdat het mengsel diepgroen is.
2. Trek met een potlood een startlijn op 1,5 cm van de onderkant van het chromatografiestrookje.
3. Breng met een capillair of tandenstoker een kleine druppel extract op de startlijn. Laat drogen. Herhaal 5–10× om een geconcentreerde spot te krijgen.
4. Hang het strookje in de loopvloeistof (onderkant: 0,5 cm in vloeistof; spot mag vloeistof niet raken). Sluit het vat af.
5. Wacht tot de loopvloeistof ≈8 cm is opgestegen. Trek de solventfront-lijn. Meet alle banden.

Meettabel

Verwerkingsvragen

1. Bereken de Rf-waarden als de solventfront 80 mm is en caroteen op 72 mm, chlorofyl a op 56 mm en chlorofyl b op 45 mm staat.
2. Waarom hebben planten meerdere pigmenten en niet alleen chlorofyl a?
3. Waarom zijn bladeren in de herfst geel of oranje?

Uitwerking

V1: Rf(caroteen) = 72/80 = 0,90. Rf(chlorofyl a) = 56/80 = 0,70. Rf(chlorofyl b) = 45/80 = 0,56.

V2: Verschillende pigmenten absorberen verschillende golflengten. Samen bedekken ze een breder spectrum van het zichtbaar licht — meer lichtenergie wordt gevangen voor fotosynthese. Caroëen en xanthofyl beschermen ook tegen fotochemische schade door overtollig licht.

V3: In de herfst breekt de plant chlorofyl af (het bevat veel stikstof en magnesium die de plant terugwint). De gele en oranje pigmenten (caroëen, xanthofyl) blijven achter en worden nu zichtbaar — vandaar de herfstkleuren.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert chromatografiestroken, mortiervijzels, isopropanol en afdekbare chromatografievaten voor pigment-scheidingsexperimenten in het voortgezet onderwijs.

Bekijk het assortiment voor biologie of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

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