Stel je voor: je pakt een zak M&M's, pikt er een bruine uit en denkt bij jezelf: "gewoon bruin toch?" Nou, even wacht. Die schijnbaar simpele bruine kleur blijkt een heel samenstelling te zijn van verschillende kleurstoffen die je met het blote oog niet kunt zien.
▶Inhoudsopgave
En precies daar komt chromatografie om de hoek kijken. Met een paar koffiefilters, wat alcohol en een handvol snoepjes kun je zelf thuis ontdekken wat er écht in die kleurtjes zit. Spoiler: het is best wel fascinerend.
Wat is chromatografie eigenlijk?
Chromatografie is een scheidingstechniek die je overal tegenkomt: in laboratoria, bij de farmaceutische industrie, zelfs bij voedselcontrole.
Het principe is eigenlijk best simpel. Je hebt een mengsel van stoffen, en je laat dat mengsel bewegen door een vast materiaal, bijvoorbeeld filterpapier. De verschillende stoffen in het mengsel bewegen dan met verschillende snelheden. Sommige kleuren kruipen snel omhoog, andere blijven wat achter.
Zo ontstaan er banden op het papier, en zie je letterlijk uit welke kleurstoffen een kleur is opgebouwd. Voor dit experiment gebruiken we zogenaamde papchromatografie.
Dat klinkt ingewikkelder dan het is. Het komt erop neer dat je een druppel van een oplossing op een strook filterpapier zet, en dan laat je een vloeistof langzaam omhoog kruipen.
De kleurstoffen in die druppel worden meegenomen, maar niet allemaal even snel. Het resultaat is een soort kleurenspectrum op papier, een chromatogram genaamd.
Wat heb je nodig?
Het mooie van dit experiment is dat je bijna alles al in huis hebt. Dit heb je nodig: Let op: je hebt maar een paar snoepjes per kleur nodig.
- Wit koffiefilterpapier (gewoon uit de supermarkt)
- Een paar glazen of bekers
- Satéprikkers of iets dergelijks om de stroken op te hangen
- Schaar
- Water
- Alcohol: jonge jenever van 35% werkt uitstekend
- M&M's in verschillende kleuren: bruin, groen, en eventueel nog een paar andere
- Smarties (optioneel, maar leuk om te vergelijken)
Dus je mag de rest gewoon opeten. Voor het wetenschappelijke werk natuurlijk.
Hoe werkt het met snoepkleurstoffen?
De kleuren op M&M's en Smarties zitten in een dunne suiker- en harslaag om de snoepjes heen. Die laag bevat kunstmatige kleurstoffen.
De meeste kleuren die je ziet zijn geen enkele stof, maar een mengsel.
Bruin bijvoorbeeld is vaak een combinatie van rood, geel en blauw. Groen is meestal geel plus blauw. En oranje is rood met een vleugje geel.
Als je die kleurstoffen losmaakt met water en ze laat meelopen met alcohol door filterpapier, dan scheiden ze zich. Kleurstoffen die beter oplossen in de alcohol en minder hechten aan het papier, kruipt het verst. Minder oplosbare kleurstoffen blijven wat lager hangen. Zo kun je papierchromatografie stap voor stap uitvoeren en letterlijk de onderdelen van een kleur gescheiden voor je ogen zien.
Stap voor stap: het experiment
Zo voer je het experiment uit: Zodra de alcohol bijna de bovenkant bereikt, haal je de stroken eruit en laat je ze drogen. Dan kun je de resultaten goed bekijken.
- Knip twee smalle stroken uit het koffiefilterpapier, ongeveer 10 centimeter lang en 2 centimeter breed.
- Prik een satéprikker door de bovenkant van elke strook, zodat je de stroken kunt ophangen.
- Neem een bruine M&M en maak de buitenkant licht vochtig met een druppel water. Druk het snoepje voorzichtig op de strook filterpapier, ongeveer 1 centimeter van de onderkant. Je krijgt een kleine gekleurde vlek.
- Herhaal dit met een groene M&M op de tweede strook.
- Hang beide stroken in een glas of beker, met de satéprikker over de rand.
- Giet langzaam jonge jenever in de bekers, tot de vloeistof net de onderkant van de stroken raakt. Zorg dat de M&M-vlekken niet rechtstreeks in het vloeistof zitten.
- Nu wacht je. De alcohol kruipt langzaam omhoog door het filterpapier en meet de kleurstoffen mee. Binnen 10 tot 20 minuten zie je de banden verschijnen.
Wat zie je bij bruine M&M's?
Het chromatogram van een bruine M&M is best complex. In plaats van één bruine band zie je meerdere kleuren gescheiden over het papier.
Er verschijnt een rode band die vrij snel omhoog kruipt, een blauwe band die iets langzamer gaat, en een gele band die het langzaamst beweegt. Dit betekent dat de bruine kleur in M&M's gemaakt is door een combinatie van minstens drie kleurstoffen: rood, blauw en geel. De exacte schakering van het bruin hangt af van de verhouding waarin deze drie kleurstoffen gemengd zijn. Best knap dat zoiets simpel als "bruin" eigenlijk een heel kleurenmengsel is, toch?
En bij groene M&M's?
Bij de groene M&M zie je iets vergelijkbaars, maar dan met twee hoofdkleuren. De gele kleurstof kruipt het snelst omhoog, gevolgd door de blauwe.
Samen vormen die twee het groen dat je met je ogen ziet.
Er is dus geen aparte "groene" kleurstof in de M&M, maar een combinatie van geel en blauw. Dit is precies hetzelfde principe als bij verf mengen: geel plus blauw is groen. Alleen dan op microscopisch niveau in een dun laagje snoep.
Smarties doen het anders?
Je kunt hetzelfde experiment prima met Smarties uitvoeren. De resultaten zijn vergelijkbaar, maar er zitten subtiele verschillen in.
Smarties gebruiken net iets andere kleurstoffen en een iets andere oppervlaktestructuur. Dat merk je doordat de banden op het chromatogram soms iets verder of iets minder ver kruipen. De rode Smarties bijvoorbeeld laten vaak een helderder en scherper rode band zien dan de rode M&M's. De groene Smarties laten weer een andere verhouding tussen geel en blauw zien.
Het is leuk om beide merken naast elkaar te testen en de chromatogrammen te vergelijken. Zo zie je dat zelfs snoepjes die er bijna hetzelfde uitzien, qua kleurstoffensamenstelling toch verschillen.
Waarom alcohol en niet water?
Goede veel. In het originele experiment wordt jonge jenever gebruikt, en dat is niet zomaar.
De kleurstoffen in M&M's en Smarties lossen beter in alcohol dan in zuiver water. Alcohol heeft andere oplendeigenschappen, waardoor de kleurstoffen vrijer bewegen en beter gescheiden worden. Je kunt het experiment ook proberen met gewoon water, maar dan kruipen de kleurstoffen veel langzamer en minder ver. De banden zijn minder scherp.
Met alcohol krijg je een veel duidelijker en mooier chromatogram. Dat principe zie je ook terug als je bladgroen scheidt met alcohol; die methode is echt een verbetering ten opzichte van de klassieke aanpak met water.
Veiligheid: even de kanttekening
Jonge jenever is alcohol, en alcohol is brandbaar. Dus doe dit experiment bij voorkeur aan een tafel, weg van open vuur of kookplaten.
Zorg voor wat ventilatie. En ja, het is verleidelijk om de jenever na afloop te drinken, maar die heeft nu kleurstoffen en suiker opgelost, dus dat raden we niet aan. Voor kinderen is het verstandig om een volwassene erbij te laten. Het experiment zelf is ongevaarlijk, maar de alcohol vraagt om wat oplettendheid.
Wat maak je hier nu klaar mee?
Dit experiment laat op een simpele, visuele manier zien hoe welke stiftkleuren mengsels zijn. Je ziet letterlijk hoe een kleur uit verschillende componenten bestaat.
Dat is precies wat chemici in laboratoria doen, alleen dan met dure apparatuur en veel preciezere methodes.
Voor iedereen die geïnteresseerd is in scheikunde, of gewoon nieuwsgierig is naar wat er in snoepjes zit, is dit een perfect thuisexperiment. Het kost bijna niets, het duurt een half uurtje, en het resultaat is verrassend mooi. En de volgende keer dat je een M&M in je mond stopt, weet je ten minste dat die bruine kleur een heel werkje is van rood, geel en blauw.