■四川大学附属中学高2018级 夏雨虹
(指导老师:欧居蓉)
出于对玫瑰散发的香气的好奇,在购买部分实验用品并借用学校的实验器材后,我们按照北师版《高中生物》教材选修一中《植物芳香油的提取》中的部分实验操作进行了精心设计,探寻玫瑰花香的奥秘。
1.将玫瑰花瓣撕成碎片放入蒸馏瓶。
2.按照北师版《高中生物》教材选修一中《植物芳香油的提取》图6-2组装蒸馏装置,安装冷凝管并检查是否漏液、漏气。
3.按照玫瑰花瓣与清水的质量比为1∶10,混合体积占容量瓶(容量为2 000ml)的三分之一至三分之二放入。
4.检查各项实验装置,确保安全后先后采用酒精灯、水浴和家用天然气作为热源加热,最终选用家用天然气作为热源进行蒸馏。
5.观察实验现象,进行实验记录。
6.实验结束,拆解实验装置并清洗相关用具。
7.将收集的油水混合物送至四川大学分析测试中心进行气相色谱-质谱仪分析。
表1 玫瑰花瓣蒸馏实验过程记录
图1 蒸馏装置
图2 玫瑰油水混合物
检测报告大致由样品信息、测试方法、 色谱图和峰表、谱库四部分构成。
图3 玫瑰油水混合物色谱图
图4 玫瑰油水混合物峰表
图5 目标组分行号1的谱库及命中目标分析
从检测的玫瑰油水混合物的色谱图以及对图中峰表的分析可以看出,此次蒸馏出的玫瑰油水混合物中有44个峰,其中,峰面积按照从大到小排列前十位的行号分别是:13、30、21、16、41、29、20、12、23、42。
经查阅各行号命中的三个谱库的CAS编码对应的相关物质的化学分子式及化学性质,如图5所示,因为所学知识、可供查找的资料有限,仅通过网络上现有的CAS编码搜寻了解到,玫瑰花瓣中可能含有的较多的化学成分大致如表2所示。
表2 玫瑰花瓣的谱图中峰面积前十位的可能的化学成分
经过查询发现,表2中CAS编号为0-00-0物质为脱芳烃溶剂油,可能为混合物,包含很多种类。上表中,行号13、41、42可能的命中组分中都出现了,谱库都是NIST08.LIB,但各自对应的分子式和摩尔质量有所不同,例如,行号13命中#2的C12H17F3O2,摩尔质量250;行号41命中#3和行号42命中#2的都为C15H26O,摩尔质量222;行号42命中#3的为C15H24,摩尔质量204。
1.可能本次采用的2 000mL的蒸馏瓶较大,按照教材绘制的装置,实验初期采用酒精灯、水浴加热的方式,发现升温速度太慢,加热近3个小时,两种方式加热的最高温度不超过60℃,均不能满足使玫瑰花瓣蒸馏出油的温度要求。
更换为家用天然气之后,低中挡火力的加热效果明显,升温快,1小时之内出现玫瑰花香,冷凝管中有油滴出现。
2.色谱图、峰表中每个行号仪器给出了3个命中目标,但行号究竟对应的是何种物质,有待进一步分析论证。
3.没能完成对色谱图中所有行号所提示的命中的物质进行查找,尚不能真正探寻到玫瑰花香的奥秘,希望以后有时间能全部完成。
4.对玫瑰色谱中峰值面积排在前十位行号所命中的物质的分析表明,玫瑰花瓣中绝大部分为有机物质,包括烃、烯、酸、酯、醇,可能还有苯等,猜想由于多种物质共同作用形成了玫瑰特有的香气。