مقایسه آب مقطر، متانول و اتانول در عصاره گیری چای کوهی- پژوهشی برگرفته از شیمی دهم

گیاه چای کوهی به دلیل تنوع فیتوشیمیایی، منبعی غنی از ترکیبات زیست‌فعال و رنگدانه‌های فتوسنتزی (به‌ویژه کلروفیل‌ها) است که خواص آنتی‌اکسیدانی و درمانی ویژه‌ای دارند. این پژوهش با هدف مقایسه کارآیی سه حلال کلیدی (آب مقطر، متانول و اتانول) در استخراج رنگدانه‌های کلروفیل و ترکیبات وابسته از پودر خشک اندام های هوایی چای کوهی (برداشت‌شده از ارتفاعات کرمان) انجام شد. فرآیند استخراج به روش خیساندن و در دمای اتاق صورت گرفت. نتایج بازیابی حجمی حلال نشان داد که متانول (85٪) و اتانول (82٪) به دلیل برهم‌کنش کمتر با بافت سلولزی و تورم کمتر، عملکرد فیزیکی بهتری نسبت به آب مقطر داشتند. به منظور ارزیابی غلظت رنگدانه‌ها، از یک رویکرد دوگانه شامل تحلیل پردازش تصویر مبتنی بر هوش مصنوعی برای سنجش شدت رنگ سبز (کدهای رنگی قرمز-سبز-آبی و مدل رنگی فام-اشباع) و اعتبارسنجی با دستگاه اسپکتروفتومتر (بر اساس معادلات آرنون) استفاده شد. نتایج نشان داد که حلال‌های الکلی، به‌ویژه اتانول، با ایجاد عصاره‌ای به رنگ سبز تیره و جذب نوری حداکثری در طول‌موج‌های 645 و 663 نانومتر، بالاترین بازده را در استخراج کلروفیل a و b داشته‌اند. در مقابل، آب مقطر به دلیل قطبیت بالا، ناتوان در حل کردن رنگدانه‌های غیرقطبی بوده و عصاره‌ای فاقد کلروفیل (زرد رنگ) ایجاد کرد. بر اساس این یافته‌ها، اتانول به عنوان حلال بهینه برای استخراج همزمان رنگدانه‌های لیپوفیلیک و ترکیبات موثره معرفی می‌شود. این مطالعه همچنین الگویی نوین، مقرون‌به‌صرفه و جذاب را برای آموزش مفهوم «قطبیت حلال‌ها» در درس شیمی پایه دهم ارائه می‌دهد.

comparison of distilled water, methanol, and ethanol in the extraction of stachys lavandulifolia: a study inspired by 10th-grade chemistry

stachys lavandulifolia is a phytochemically rich medicinal plant containing diverse bioactivecompounds and photosynthetic pigments—particularly chlorophylls—associated with antioxidant andtherapeutic properties. this study investigates the efficiency of three common solvents (distilled water,methanol, and ethanol) in extracting chlorophyll pigments and related constituents from the driedaerial parts of s. lavandulifolia collected from the highlands of kerman. the extraction process wasconducted through maceration at room temperature. solvent recovery analysis showed that methanol(85%) and ethanol (82%) exhibited superior physical extraction efficiency compared to distilled water,mainly due to reduced interaction with cellulosic tissues and lower swelling effects. to determinepigment concentration, a dual-method approach was employed: ai-assisted image analysis (rgb/hsvcolor profiling) to quantify green intensity, validated by spectrophotometric measurements based onarnon’s equations. the results revealed that alcoholic solvents—especially ethanol—produced darkgreen extracts with maximum absorbance at 645 and 663 nm, indicating higher extraction yields forchlorophyll a and b. in contrast, distilled water, due to its strong polarity and inability to dissolvenonpolar pigments, produced a yellow extract devoid of chlorophyll. overall, ethanol is identified asthe optimal solvent for simultaneous extraction of lipophilic pigments and active phytochemicalcompounds. additionally, this study presents an innovative, low-cost, and engaging model for teachingthe concept of “solvent polarity” in 10th-grade chemistry education