Cromatografía de Compuestos Orgánicos

CROMATOGRAFÍA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

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INDICE

I.

INTRODUCCION ............................................................ .............. 3

II.

MARCO TEORICO.......................................................... .............. 4 A.

DEFINICION........................................................................ 4

B.

CLASIFICACION DE LA CROMATOGRAFIA .............................. 5

C.

PARTES DE UN SISTEMA CROMATOGRA CROMATOGRAFICO FICO ......................... 7

D.

RELACION DE FLUJO (Rf) ..................................................... 7

III.

MATERIALES Y REACTIVOS REA CTIVOS ........................................................ 9

IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ............................................ 10

V.

RESULTADOS ........................................................................... . 11

VI.

DISCUSION .......................................................... ...................... 12

VII.

CONCLUSION ........................................................................... . 12

VIII. CUESTIONARIO ............................................................. ............ 13 IX.

BIBLIOGRAFIA ............................................................... ............ 19









INTRODUCCION

La cromatografía es un método muy utilizado en todas las ramas de la ciencia y los métodos más modernos y sofisticados que existen para separar mezclas de productos tanto orgánicos como organometálicos con los que se cuentan actualmente involucran sin excepción la cromatografía: que permite la identificación y determinación de los componentes químicos en mezclas complejas. Ningún otro método de separación es tan potente y de aplicación tan general como la cromatografía. En todas las separaciones cromatográficas, la muestra se desplaza con una fase móvil, que puede ser un gas, un líquido o un fluido supercrítico. Esta fase móvil se hace pasar a través de una fase estacionaria con la que es inmiscible, y que se fija a una columna o a una superficie sólida. Las dos fases se eligen de tal forma, que los componentes de la muestra se distribuyen de modo distinto entre la fase móvil y la fase estacionaria. Aquellos componentes que son fuertemente retenidos por la fase estacionaria se mueven lentamente con el flujo de la fase móvil; por el contrario, los componentes que se unen débilmente a la fase estacionaria, se mueven con rapidez. Como consecuencia de la distinta movilidad, los componentes de la muestra se separan en bandas o zonas discretas que pueden analizarse cualitativa y/o cuantitativamente. En la presente práctica realizaremos la cromatografía del ácido acetil salicílico, donde podremos determinar los posibles compuestos químicos presentes en la muestra y así observar su pureza, además de la relación de flujo (Rf) que es característico para cada compuesto.









MARCO TEORICO A. DEFINICION

La cromatografía es un método físico o de separación para la caracterización de mezclas complejas, la cual tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia y la física. Es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. Las técnicas cromatográficas son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase móvil que consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supercrítico) que arrastra a la muestra a través de una fase estacionaria que se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido. Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta forma con la fase estacionaria. De este modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando. Después de que los componentes hayan pasado por la fase estacionaria, separándose, pasan por un detector que genera una señal que puede depender de la concentración y del tipo de compuesto. La cromatografía puede cumplir dos funciones básicas que no se excluyen mutuamente: Separar los componentes de la mezcla, para obtenerlos más puros y que puedan ser usados posteriormente (etapa final de muchas síntesis). Medir la proporción de los componentes de la mezcla (finalidad analítica). En este caso, las cantidades de material empleadas son pequeñas.









B. CLASIFICACION DE LA CROMATOGRAFIA Tipos

Fase móvil

Fase estacionaria

Cromatografía en papel

Líquido

Líquido (moléculas de agua contenidas en la celulosa del papel)

Cromatografía en capa fina

Líquido

Sólido

Cromatografía de gases

Gas

Sólido o líquido

Cromatografía líquida en fase inversa

Líquido (polar)

Sólido o líquido (menos polar)

Cromatografía líquida en fase normal

Líquido (menos polar)

Sólido o líquido (polar)

Cromatografía líquida de intercambio iónico

Líquido (polar)

Sólido

Cromatografía líquida de exclusión

Líquido

Sólido

Cromatografía líquida de absorción

Líquido

Sólido

Cromatografía de fluidos supercríticos

Líquido

Sólido

Las distintas técnicas cromatográficas se pueden dividir según cómo esté dispuesta la fase estacionaria: Cromatografía plana. La fase estacionaria se sitúa sobre una placa plana

o sobre un papel. Las principales técnicas son: Cromatografía en papel Cromatografía en capa fina Cromatografía en columna. La fase estacionaria se sitúa dentro de una

columna. Según el fluido empleado como fase móvil se distinguen: Cromatografía de líquidos Cromatografía de gases









La cromatografía de gases es útil para gases o para compuestos relativamente volátiles, lo que incluye a numerosos compuestos orgánicos. En el caso de compuestos

no

volátiles

se

recurre

a

procesos

denominados

de

"derivatización", a fin de convertirlos en otros compuestos que se volatilizen en las condiciones de análisis. Dentro de la cromatografía líquida destaca la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC, del inglés High Performance Liquid Chromatography), que

es la técnica cromatográfica más empleada en la actualidad, normalmente en su modalidad de fase reversa, en la que la fase estacionaria tiene carácter no polar, y la fase móvil posee carácter polar (generalmente agua o mezclas con elevada proporción de la misma, o de otros disolvente polares, como por ejemplo metanol). El nombre de "reversa" viene dado porque tradicionalmente la fase estacionaria estaba compuesta de sílice o alúmina, de carácter polar, y por tanto la fase f ase móvil era un disolvente orgánico poco polar. La razón por la que es posible conseguir separaciones difíciles de lograr por otros métodos se debe en que, pequeñas diferencias en el coeficiente de reparto o en la adsorción-desorción de cada uno de los componentes se va multiplicando a lo largo del sistema. Se pueden establecer dos mecanismos: Reparto: es la distribución de una sustancia o mezcla de sustancias entre la fase móvil y la fase estacionaria soportada sobre un sólido adecuado. Adsorción: es un proceso donde un sólido se utiliza para eliminar una sustancia soluble del agua. En este proceso el carbón activo es el sólido. El carbón activo se produce específicamente para alcanzar una superficie interna muy grande (entre 500 - 1500 m 2 /g). Esta superficie interna grande hace que el carbón tenga una adsorción ideal. El carbón activo viene en dos variaciones: Carbón activado en polvo (PAC) y carbón activado granular (GAC).











C. PARTES DE UN SISTEMA CROMATOGRAFICO Fase móvil: Lo constituyen los solventes, que son sustancias fluidas de

diferente polaridad, metanol, cloroformo, etanol, etc. La La polaridad de la fase móvil esta relacionada con su capacidad de elución o desorción. Los solventes deben tener grado de pureza. Fase estacionaria o soporte: Lo constituyen las sustancias adsorbentes

que generalmente se depositan sobre la placa de vidrio, en el caso de la C. en papel, el papel de Whatman. Debe ser insoluble en el disolvente que se va utilizar para la separación y no debe reaccionar con las sustancias que se van a separar. Cámara de saturación: Que es un recipiente con una tapa que cierra

herméticamente donde se realiza el cromatograma. Reveladores: Si todos los componentes son coloreados, bastará la

inspección ocular para para distinguir las las manchas, pero en la mayoría de casos, los compuestos compuestos son incoloros y

por ello invisibles en el

cromatograma, siendo necesario utilizar métodos físicos (Luz UV) o químicos, como los vapores de Iodo, u otros reactivos especiales que permitan hacer visible. Aplicadores: Son micropipetas utilizadas en la aplicación o “sembrado”

de las sustancias o cromatografiar. Son las sustancias a cromatografiar cromatografiar y pueden Muestras: Son

ser: la sustancia patrón o estándar y la sustancia problema o muestra problema. D. RELACION DE FLUJO FLUJO (Rf)









alcanza o recorre una muestra Frente de soluto : es la distancia que alcanza problema en una cromatografía. Frente de solvente : es la distancia que alcanza o recorre la f ase móvil en

una cromatografía.

Frente del solvente Distancia recorrida por el solvente

Distancia recorrida por la sustancia “x”

Origen o siembra

Para averiguar si dos compuestos son iguales, se colocan ambos sobre la misma placa y se desarrolla con varios eluyentes. Una vez desarrollados se calculan los RF y si son distintos, puede deducirse con toda seguridad que no se trataba del mismo compuesto. Por el contrario si los RF son iguales los compuestos pueden ser iguales o no serlo.









MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES

Tubo de prueba Beaker Capilares Mechero Porta objeto Papel filtro Cámara de saturación Revelador (físico, la luz UV) Lápiz Pinza

REACTIVOS

Soporte: Silicagel G. Activado Sistema de solvente: Bz – AcOEt (2:1) Sustancias: Ácido acetil salicílico Revelador: Vapores de Yodo metálico









PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Realización de la cromatografía en capa fina: Se vaciará el Silicagel G activado en la parte central de la lámina una cantidad suficiente, luego se esparcirá por toda la superficie de la lámina y se dejara secar en la estufa.

Agregar 2 ml de alcohol al recipiente recipiente con la muestra de ácido acetil acetil salicílico. A 1 cm del borde inferior del portaobjeto (cromatograma) se marcará dos puntos equidistantes entre si con un lápiz y se aplicará con un capilar entre 5 a 8 pequeñas cantidades de muestra estándar y muestra problema, uno en cada punto; teniendo la precaución de dejar secar después de cada aplicación.









Revelado: a) revelador físico: lámpara de luz UV Exponer las placas cromatográficas bajo la luz UV. Las marcas que aparezcan se señalaran con lápiz. b) revelador químico: Vapores de Yodo metálico Calentar el Yodo metálico, luego ingresar la placa con la ayuda de una pinza; teniendo la precaución de no respirar los vapores del Yodo debido a su toxicidad. Luego determinar la Relación de flujo (Rf)

RESULTADOS

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DISCUSION

La cromatografía en capa fina presenta una serie de ventajas frente a otros métodos cromatográficos (en columna, en papel, en fase gaseosa, etc.) ya que es precisa y es más simple. El tiempo que se necesita para conseguir las separaciones es mucho menor y la separación es generalmente mejor. Pueden usarse reveladores corrosivos, que sobre papel destruirían el cromatograma. El método es simple y los resultados son fácilmente reproducibles, lo que hace que sea un método adecuado para fines analíticos.

CONCLUSION

El gel de sílice, también conocido como Silicagel, es un producto absorbente, catalogado como el de mayor capacidad de absorción de los que se conocen actualmente. Se observó en esta práctica que por medio de la cromatografía es posible identificar los componentes químicos de una sustancia.









CUESTIONARIO 1.- ¿Qué es una serie eluotrópica?

Una serie eluotrópica es un listado de varios compuestos ordenados según su poder de elución para un adsorbente dado; es un rango de sustancias de diferentes polaridades que actúan como fase móvil y que permiten observar un mejor desplazamiento sobre una fase estacionaria. Tales series son útiles para determinar

los

disolventes

necesarios

en

la

cromatografía

de

una mezcla de compuestos químicos. Normalmente tales series comienzan con disolventes no-polares, como el n-hexano n-hexano,, y finalizan en disolventes polares como metanol o agua agua.. El orden de disolventes en una serie eluotrópica depende a la vez de la fase estacionaria así como del compuesto empleado para determinar el orden. La fuerza de elución, fuerza eluyente, o fuerza elutrópica (εº), de un disolvente es una medida de la energía de adsorción del disolvente tomando como referencia el sistema pentano-sílice pura al que se asigna el valor 0. Dicha fuerza indica indica la facilidad del disolvente disolvente para formar enlaces formar enlaces de hidrógeno con las moléculas que queremos extraer, la cual depende de su constante dieléctrica o de su momento dipolar . 2.- Mencione las aplicaciones de la cromatografía por HPLC y la









En los problemas relacionados con la contaminación ambiental, la HPLC se utiliza para la contaminación de algunos pesticidas (insecticidas, larvicidas, herbicidas, etc.). También es posible la determinación de hidrocarburos aromáticos polinucleares que son contaminantes atmosféricos muy import antes En cromatografía líquida el análisis de compuestos vitamínicos es posible en corto tiempo. El análisis de medicamentos es también una aplicación muy interesante, la determinación de los componentes activos de una tableta analgésica. También el análisis de barbitúricos, anticonceptivos, etc. Cromatografía de gases (GC)

La GC tiene dos importantes campos de aplicación. Por una parte su capacidad para separar mezclas orgánicas complejas, compuestos organometálicos y sistemas bioquímicos. Su otra aplicación es como método para determinar cuantitativa y cualitativamente los componentes de la muestra. Para el análisis cualitativo se suele emplear el tiempo de retención, que es único para cada compuesto dadas unas determinadas condiciones (mismo gas portador, rampa de temperatura y flujo), o el volumen de retención. En aplicaciones









Determinación de trazas de de pesticidas órgano-fosfóricos (OPP) (OPP) en aceite de oliva: el GC en combinación con los detectores de ionización de llama permiten la detección de estos pesticidas, que a pesar de ser baratos y de amplio espectro, son causantes de problemas irreversibles en la actividad de los neurotransmisores. Contaminación por dioxinas: usando detectores de conductividad electrolítica, permite el análisis de residuos de dioxinas muy perjudiciales para la salud humana. Detección de pesticidas en aves y peces: se usan columnas capilares para la detección de pesticidas volátiles o sustancias de vertidos tóxicos.

Diagrama de un cromatógrafo de gases









Fundamento.

Cuando una mezcla de moléculas ionizadas y con carga neta son colocadas en un campo eléctrico, estas experimentan una fuerza de atracción hacia el polo que posee carga opuesta, opuesta, dejando transcurrir transcurrir cierto tiempo las moléculas moléculas cargadas positivamente se desplazaran hacia el cátodo (el polo negativo) y aquellas cargadas positivamente se desplazaran hacia el ánodo (el polo positivo). El movimiento de las moléculas esta gobernado también por dos fuerzas adicionales; inicialmente la fricción con el solvente dificultará este movimiento originando una una fuerza que se opone , por otro lado las moléculas tienen que moverse en forma aleatoria o movimiento browniano debido a que poseen energía

cinética

propia denominado difusión. La energía cinética de las moléculas aumenta con la temperatura, por ello a mayor m ayor temperatura mayor difusión.











4.- Diga usted que método cromatográfico se podría aplicar en su carrera profesional.

La técnica más usada es la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), por su sensibilidad, fácil adaptación a las determinaciones cuantitativas exactas, su idoneidad para la separación de especies no volátiles y su aplicación a sustancias de primordial interés en la industria, como son los aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos, hidrocarburos, carbohidratos, entre otros. Ahora veamos las aplicaciones aplicaciones de la cromatografía: Cromatografía en papel: En la actualidad ha entrado en desuso debido a su bajo poder de resolución, pero en un principio, sirvió para separar compuestos









aditivos de un alimento y qué contaminantes tiene, en la industria farmacéutica igual es para separar compuestos e identificar la pureza de los medicamentos que se venden. La cromatografía de gases: Esta cromatografía es más usada en la industria petroquímica ya que se necesita que los compuestos a analizar o las mezclas a separar sean volátiles. Se usa también en investigación. En la actualidad se utilizan sistemas acoplados de HPLC-masas o cromatografía de gases-masas para identificar completamente y dar la estructura de cada compuesto en mezclas complejas como gasolinas.









BIBLIOGRAFIA

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http://es.wikipedia.org/wiki/Serie_eluotr%C3%B3pica

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http://es.wikipedia.org/wiki/Cromatograf%C3%ADa_de_gases http://es.wikipedia.org/wiki/Cromatogra f%C3%ADa_de_gases#Aplicaciones #Aplicaciones

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http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/cel ular/electroforesis.html

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http://www.ugr.es/~quiored/lab/oper_bas/crom.htm

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http://www.lenntech.es/adsorcion.htm

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M.V.DABRIO ET AL. Cromatografía y Electroforesis en columna. SPRINGER VERLAG IBERICA, 2000.

Cromatografía de Compuestos Orgánicos

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