Gå til hovedindhold

Adskil farver med elektricitet

Molekyler er små - meget små! De er næsten den yderste, mindste grænse for størrelse. Derfor er det umuligt at sortere en blanding af molekyler ét for ét på samme måde, som man sorterer sine strømper. Til gengæld kan man gøre det med elektricitet!

Materialer

  • Salt, natron, vand, agar (agarosepulver)
  • Plastkar, ca. 10x20 cm
  • Kraftig plast, ca. 20x30 cm
  • Saks og kniv
  • Stanniol og pipetter
  • Frugtfarve, 5 forskellige slags
  • 5 stk. 9 volt-batterier (hvis det er demonstrationsforsøg), ellers strømforsyning (hvis eleverne laver forsøget selv)

Aktivitetsvejledning

Følgende forklaring er grundigt gennemgået i videoen. Vi anbefaler, at I starter med at se videoen, for derefter at vende tilbage til denne tekst.

I kan lade eleverne ‘bygge’ selve forsøgsopstillingen, eller I kan vælge at underviseren bygger karret, mens eleverne udfører forsøget og registrerer, hvad der sker.

Bemærk: Hvis underviseren laver forsøget som demonstrationsforsøg, må der gerne benyttes 9 volt-batterier. Laver eleverne forsøget, må de IKKE benytte batterier sat i serie, de skal derimod benytte en strømforsyning (book fysiklokalet).

Print denne vejledning til eleverne - forstør den eventuelt, så læsevenligheden bliver bedre.

Produktion af buffer

Bufferen laves ved at opløse 1 knivspids salt og 1 teskefuld natron i 1 liter vand.

Produktion af gel

Halvdelen af bufferopløsningen hældes i en beholder, og der der tilsættes 1% agar, som opløses under omrøring og opvarmning. Der omrøres og opvarmes, indtil opløsningen bliver gennemsigtig. Denne opløsning kan der nu støbes en gel af. Når opløsningen køles ned, vil agaren få det til at stivne.

Kar til forsøget

I skal finde et kar, som gelen kan støbes i. Et plastkar er velegnet. Det er ikke vigtigt, at karret har præcis de dimensioner, vi brugte i videoen, men et kar, der er ca. 10 cm bredt og 20 cm langt, passer meget fint.

Kam til karret

Når karret er fundet, skal der klippes en ‘kam’, der passer til bredden af karret. Et stykke kraftigt plast er velegnet til at lave en kam af. Det er vigtigt, når I klipper kammen ud, at tænderne ikke bliver så lange, at de når ned til bunden af karret. Der skal være gel under kammens tænder, når kammen løftes fri.

Kar, gel og kam samles

Kammen sættes i karret, så den er ca. 3 cm fra den ene ende (og dermed ca. 17 cm fra den anden ende, hvis karret er 20 cm langt). Den varme væske (gel) hældes op i karret, og I lader den køle af. Nu stivner væsken omkring kammen til en gel. Når gelen er stivnet, tages kammen forsigtigt op.

Stanniol som elektroder

Enderne af gelen skæres væk med en kniv og fjernes. Der lægges et aflangt stykke stanniol i hver ende af karret, som går ud over kanten af karret og forbindes til batterierne eller strømforsyningen. Stanniolen fungerer som elektroder.

Fyld karret med buffer og farvestof

Herefter hældes buffer henover, så gelen akkurat er dækket. Brøndene, som kammen har dannet, kan nu fyldes (loades) med farvestof. Dette skal gøres med en pipette, og med en forsigtig hånd, så man ikke skvulper farvestofferne for meget op af brøndene. Man skal også være forsigtig med ikke at prikke hul på bunden af brøndene i gelen med pipetten.

Sæt strøm til

Hvis underviseren laver et demonstationsforsøg

Når gelbrøndene er fyldt (loadet) med farve, kobles stanniol-enderne op til 5 styk 9 volt-batterier. Batterierne skal være sat sammen i serie, så plus-polen på det ene batteri sættes sammen med minus-polen på det næste og så videre. Den stanniolstrimmel, der er minus-ende, skal være nærmest brøndene, og den stanniol-strimmel, der er plus-ende, skal være længst væk fra brøndene.

OBS

Det er MEGET VIGTIGT, at man ikke bruger flere end 5 batterier, da der ellers dannes en for høj spænding.

Hvis eleverne selv arbejder med forsøget

Når gelbrøndene er fyldt (loadet) med farve, kobles stanniol-enderne op til strømforsyningen. Der skrues op til ca. 40 volt.

Forsøget går i gang

Nu vil gelen begynde at boble i hver ende af karret - det er et tegn på, at der løber en strøm.

I løbet af de næste 20-30 minutter vil farverne i brøndene løbe hen imod den positive stanniol-elektrode og adskille sig i de bestanddele, farven består af.

Prøv at … 

  1. Google de farvestoffer der står på frugtfarvens varedeklaration - kan du finde ud af hvor store de er? Passer disse informationer med hvilke stoffer der løb længst?
  2. Undersøge farvestofferne i forskellige sodavand og sammenlign dem med frugtfarver - er der ligheder?
  3. Nogle farvestoffer bevæger sig ikke i gelen (fx det farvestof der er i den nederste bane i videoen) - overvej hvordan det mon kan være?
  4. Overvej hvilken betydning koncentrationen af agar har. Hvad ville der ske hvis man lavede 0,5%-opløsning eller 2%-opløsning i stedet for 1%-opløsning?
  5. Blande 2 enkelte farver sammen, og se om du kan adskille dem igen
  6. Vende om på plus og minus-pol, og check om farvestofferne stadig løber mod samme pol
  7. Perspektiver til den fortælling om DNA elektroforese I hørte i videoen.

Forklaring 

Gelelektroforese bruges til at adskille molekyler efter deres størrelse og deres ladning.

Mange farvestoffer har nogle kemiske grupper der bliver negativt ladede, når de reagerer med natron-bufferen, og derfor vil de blive tiltrukket af den positive elektrode.

Store molekyler vil opleve stor modstand, når de trækkes i gennem gelen, og de vil derfor ikke nå så langt som små molekyler vil gøre i samme tidsrum.

På denne måde vil molekyler i en blanding adskilles af det elektriske felt, som batterierne genererer.

 

Faglige pointer

  • Molekyler, elektroforese, farvestoffer, DNA

Fælles Mål

  • N/T: Stof og energi
  • Fysik/kemi: Stoffer og stoffers kredsløb
  • Biologi: Celler, mikrobiologi og bioteknologi