Stel je voor: je pakt een zwarte viltstift, zet er een stip op een strookje papieren denkt: "dit is gewoon zwart." Maar wacht tot je ziet wat er gebeurt als water dat stipje gaat opzuigen.
▶Inhoudsopgave
Plotseling verschijnen er kleuren die je nooit had verwacht. Paars, blauw, zelfs roze — allemaal verborgen in één simpele zwarte stift.
Dit is papierchromatografie, en het is een van de makkelijkste én mooiste scheikunde-experimenten die je thuis kunt doen. Geen dure apparatuur nodig. Gewoon stiften, water en wat geduld.
Wat is papierchromatografie eigenlijk?
Chromatografie klinkt als iets uit een laboratorium, maar het principe is best simpel.
Het is een techniek om stoffen van elkaar te scheiden. Het woord komt uit het Griekse: chroma betekent kleur, en graphein betekent schrijven.
Dus letterlijk: kleuren schrijven. En dat is precies wat er gebeurt. Bij papierchromatografie gebruik je een strook filterpapier als "loopbaan." Een vloeistof — in dit geval water — trekt langs het papier omhoog en neemt de kleurstoffen (pigmenten) uit je viltstift mee. Maar hier zit het vaste stuk: niet alle pigmenten lopen even snel.
Sommige houden liever vast aan het papier, andere reizen liever met het water mee. Het gevolg?
Die ene zwarte stip splitst zich op in een heleboel verschillende kleuren. Net als een regenboog die uit elkaar valt in zijn onderdelen.
Wat heb je nodig?
Het mooie van dit experiment is dat je bijna niks nodig hebt. Waarschijnlijk ligt het al in je kast:
- Filterpapier — koffiefilterpapier werkt perfect. Je kunt er gewoon strookjes uit knippen.
- Viltstiften (niet waterbestendig!) — let op: de gewone stiften voor op papier, niet de permanente markers. Die laatste zijn waterbestendig en werken dus niet.
- Een glas of kopje — iets waar je water in kunt doen.
- Water — kraanwater is prima.
- Een stokje of satéprikker — om het papier boven het water te hangen.
Stap voor stap: zo doe je het
Stap 1: Knip je strook filterpapier
Snijd een strook van ongeveer 10 tot 15 centimeter lang en 2 tot 3 centimeter breed uit je koffiefilter. Het hoeft niet perfect te zijn — scheuren mag best.
Stap 2: Zet een stip inkt op het papier
Belangrijk is dat het papier lang genoeg is om in het glas te hangen zonder helemaal in het water te zakken. Pak je viltstift en zet een kleine stip op het papier, ongeveer 2 centimeter vanaf de onderkant. Druk niet te hard — een stipje van zo'n 1 centimeter doorsnee is ideaal.
Als de stip te groot is, lopen de kleuren door elkaar en krijg je een rommelig resultaat.
Stap 3: Gooi water in het glas
Tip: schrijf met een potlood naast de stip welke kleur je gebruikt, zodat je later niet meer weet wat wat was. Vul je glas met een laagje water, ongeveer 1 tot 2 centimeter hoog. Niet meer. Het punt is dat het water het papier aanraakt, maar de stip inkt niet in het water mag hangen.
Als de stip in het water komt, lost alles op en is het experiment direct voorbij. Leg het strookje filterpapier over de rand van het glas, met de stip naar beneden.
Stap 4: Hang het papier in het glas
Het onderste stukje papier moet in het water hangen, maar de stip moet erboven blijven.
Gebruik een satéprikker of stokje om het papier op zijn plek te houden. Het papier moet recht hangen, niet schuin. Nu het leukste deel: wachten. Het water begint langs het papier omhoog te kruipen — dat heet capillaire werking.
Stap 5: Wacht en kijk
Zodra het water de stip inkt bereikt, gaan de kleurstofmee. En dan gebeurt het: de kleuren beginnen uit elkaar te lopen.
Zwart wordt blauw, geel, rood. Groen splitst in blauw en geel. Paars valt uiteen in rood en blauw.
Stap 6: Haal het papier eruit en laat het drogen
Het duurt ongeveer 10 tot 20 minuten voordat het water de bovenkant van het papier bereikt. Heb dus even geduld.
Zodra het water bijna bovenaan het papier is, haal je het glas eruit. Leg het strookje op een keukenpapier of handdoek om te drogen. Pas als het helemaal droog is, zie je de kleuren het scherpste. En dan pas besef je echt wat er in die ene viltstift zat.
Waarom werkt dit? De wetenschap erachter
Elke kleur in een viltstift bestaat uit één of meer pigmenten. Een groene stift bevat bijvoorbeeld vaak een blauw pigment én een geel pigment.
Die twee samen zien wij als groen. Maar die pigmenten hebben verschillende eigenschappen. Sommige pigmenten houden liever vast aan het papier — dat heet adsorptie.
Die reizen langzaam en blijven lager op het papier hangen. Andere pigmenten lossen beter op in water en laten het papier snel achter zich — die komen hoger te liggen.
Het resultaat is een soort "kleurenbarcode" waarmee je kunt zien uit welke pigmenten jouw stift is gemaakt. Dit principe wordt in echte laboratoria ook gebruikt, bijvoorbeeld om stoffen in voedsel te analyseren of bij drugstesten. Jij doet dus precies hetzelfde als een echte scheikundige — alleen dan met een viltstift in plaats van een dure machine.
Welke kleuren kun je verwachten?
Het is altijd een verrassing, maar hier zijn enkele veelvoorkomende resultaten: Probeer verschillende merken stiften te vergelijken. Soms zit er een verrassend verschil in de pigmenten die fabrikanten gebruiken, zelfs bij dezelfde kleur.
- Zwarte stiften — meestal een combinatie van paars, blauw en soms rood of roze. Zwarte inkt is vaak een mengsel van veel kleuren samen.
- Groene stiften — blauw en geel, duidelijk te scheiden.
- Paarse stiften — blauw en rood, soms met een vleugje roze.
- Oranje stiften — rood en geel, vaak mooi naast elkaar.
- Blauwe stiften — soms gewoon één blauw, maar vaak zie je meerdere tinten blauw die uit elkaar lopen.
Tips voor een mooi resultaat
Wil je het experiment nóg beter maken? Hou dan deze punten in gedachten:
- Gebruik smalle strookjes papier — dan lopen de kleuren minder door elkaar.
- Maak de stip klein en geconcentreerd. Een grote kloddertje werkt niet.
- Experimenteer met andere vloeistoffen dan water. Alcohol of azijn geven soms andere resultaten omdat pigmenten anders oplossen.
- Gebruik een potlood in plaats van een stift. Ook grafiet splitst zich op, zij het subtieler.
- Maak foto's van je resultaten! Dan kun je ze vergelijken en zien welke stiften de mooiste chromatogrammen opleveren.
Veiligheid: gewoon even opletten
Dit experiment is heel veilig. Het zijn gewoon water en stiften.
Toch een paar kleine tips: zorg dat je geen inkt op je kleding krijgt (viltstiften kunnen vlekken maken), was je handen na afloop, en laat jonge kinderen niet alleen met kleine onderdelen zoals satéprikjes. Verder: geniet ervan. Dit is scheikunde op zijn makkelijkste én leukste.
Meer experimenten uitproberen?
Papierchromatografie is maar één van de vele experimenten die je thuis kunt doen met simpele materialen. Als je een chromatografie project voor scholieren wilt opzetten, kijk dan eens op websites van organisaties die scheikunde toegankelijk maken voor iedereen.
Er zijn talloze ideeën voor veilige en leuke proefjes die je met spullen uit je keuken kunt uitvoeren.
Dus pak die stiften, knip je strookjes filterpapier, en ontdek wat er echt in zit. Want soms zit de mooiste wetenschap verborgen in de dingen die je elke dag gebruikt — je moet ze alleen maar op de juiste manier bekijken.