“AÑO DE LA CONSOLIDACIÓN DEL MAR DE GRAU”
FACULT ACULTAD DE: INGENIERÍA AMBIENTAL Y MEDICINA HUMANA. HUMANA. CURSO: LABORATORIO LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA PROFESOR: FRANCISCO JAVIER MARIA RAMIREZ CRUZ
INFORME DE PRÁCTICAS PRACTICA N: ! TÍTULO: CROMATOLOGÍA CROMATOLOGÍA INTEGRANTES: ESTRADA DEL CAMPO" ALEJANDRA GUTI#RREZ HUAMANYALLI" HUAMANYALLI" $AREN HORARIO DE PRÁCTICAS DIA: MI#RCOLES HORA:
%&:%% ' %(:%% PM
FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: MIERCOLES %& DE MAYO DEL )%*( FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: MI#RCOLES *% DE MAYO DEL )%*(
LIMA + PER,
CAPÍTULO
5 CROMATOGRAFÍA
INTRODUCCIÓN La cromatografía comprende un conjunto de técnicas que tienen como finalidad la separación de mezclas basándose en la diferente capacidad de interacción de cada componente en otra sustancia. De forma general, consiste en pasar una fase móvil (una muestra constituida por una mezcla que contiene el compuesto deseado en el disolvente a través de una fase estacionaria fija sólida. La fase estacionaria retrasa el paso de los componentes de la muestra, de forma que los componentes la atraviesan a diferentes velocidades ! se separan en el tiempo. "ada uno de los componentes de la mezcla presenta un tiempo característico de paso por el sistema, denominado tiempo de retención . "uando el tiempo de retención del compuesto deseado difiere del de los otros componentes de la mezcla, éste se puede separar mediante la separación cromatográfica.
#ipos de "romatografía $eg%n el fenómeno físico predominante ! el estado físico involucrado e&istes ' tipos de cromatología, de absorción, de partición ! de intercambio ionico. or ello, es más com%n clasificarla en) "romatografía sobre papel, en capa fina (c.c.f., en columna (c.c., en fase gaseosa (c.g., "romatografía de alta performancia (*L" seg%n la técnica empleada ! la naturaleza de las fases.
CROMATOGRAFIA DE ADSORCIÓN +s aquel sistema cromatográfico en que la fase fija es un sólido ! la separación o desplazamiento depende del equilibrio adsorcióndesorción entre el compuesto ! las fases fija ! móvil. La adsorción es un fenómeno físico de superficie que consiste en que las moléculas de una sustancia (adsorbato se ad-ieren o concentran en la superficie de un sólido finamente dividido (adsorbente. +l proceso inverso, o sea la separación de las moléculas adsorbidas se denomina desorción
CROMATOGRAFÍA DE REPARTO O PARTICIÓN +n este método la fase fija es un líquido (generalmente agua colocado sobre un soporte inerte sólido. La fase móvil es otro líquido o un gas. +&istirán tipos de separación) líquidolíquido ! gaslíquido. +l %nico factor que influ!e en el desplazamiento de un compuesto, es la solubilidad relativa de éste en las fases. Las sustancias que son solubles sólo en la fase móvil o solvente, se desplazarán a la misma velocidad que éste, mientras que aquellas solubles %nicamente en la fase fija no se desplazarán de donde fueron depositadas. /$i las sustancias son coloreadas, no -a! ninguna dificultad pues se visualizan directamente0 pero, la ma!oría de compuestos son incoloros o blancos, por lo que no son visibles directamente ! necesitaremos de un 1revelador1 para su localización. Los métodos físicos tienen la ventaja de no modificar la sustancia, pudiendo recuperarse para usarla en otro análisis. Los más com%nmente usados son la fluorescencia (emisión de radiación visible al absorber ra!os ultravioleta ! la radiactividad (cuando se trabaja con compuestos marcados por isótopos radiactivos. $on pocas las sustancias que pueden revelarse con estos métodos. Los métodos químicos utilizan un reactivo químico (revelador que se aplican o pulverizan sobre el cromatograma ! al reaccionar con la sustancia dan productos coloreados o fluorescentes (visibles a la luz ordinaria o 23.
4+L5"678 D+ 94+8#+ o 4f. +s una constante usada especialmente en el caso de la cromatografía sobre papel ! en capa fina. +stos métodos pueden servir para intentar la identificación de un compuesto !a que el desplazamiento de una sustancia respecto al desplazamiento del disolvente es constante ! característico de ella (siempre que todas las condiciones permanezcan constantes, conociéndose como 4f. $e obtiene al dividir la distancia recorrida por la sustancia entre la distancia recorrida por el solvente) 49: Distancia recorrida por la sustancia Distancia recorrida por el disolvente
CROMATOGRAFIA EN COLUMNA (c.c.) +s %til en la separación de una cantidad apreciable
de mezclas de sustancias ! puede -acerse por adsorción,
reparto o intercambio iónico. $e rellena cuidadosamente la columna cromatográfica (tubo de vidrio con una llave en el e&tremo inferior con la fase fija. $i el método es de adsorción el adsorbente debe estar pulverizado ! seco. $i es de partición, las partículas sólidas deben estar cubiertas de una capa líquida. $e deposita o siembra la muestra a separar (en solución por la parte superior de la columna ! luego se va adicionando la fase móvil (elución. +l elu!ente tratará de arrastrar las sustancias -acia abajo, mientras que la fase fija tratará de retenerlas. $eg%n el equilibrio adsorción desorción o seg%n el coeficiente de solubilidad de cada compuesto, algunos serán desalojados (eluidos más rápidamente que otros, ! los recibiremos primero. +l método consta de ' etapas) llenado de la columna, aplicación de la muestra ! elución. +l llenado tiene por objeto preparar una columna uniformemente compacta, sin rajaduras ni burbujas de aire. uede -acerse de maneras) a
$uspender el adsorbente agitándolo con un solvente adecuado ! verter poco a poco esta suspensión. +l
adsorbente va sedimentando ! formando una columna uniforme. b
5;adir el adsorbente seco, en peque;as porciones ! dando golpes a la columna para que el adsorbente se
deposite en forma uniforme. La cantidad de adsorbente ! tama;o de la columna depende de la cantidad de muestra a separar. )>==. #ambién es importante la relación entre diámetro de la columna ! su altura. $i la columna es demasiado corta, la distancia recorrida por la muestra no es suficiente para permitir una separación adecuada. La relación diámetro altura suele ser de >?@ ! >? >=.
PARTE EXPERIMENTAL
CROMATOGRAFÍA SOBRE PAPEL $obre una cinta de papel A-atman 8B > de ' & >= cm se realizan las siguientes operaciones )
a 5 >,C cm de un e&tremo de la tira de papel de filtro, marque una tenue línea recta con lápiz (línea de partida. 8o use tinta.
b
Doble la tira longitudinalmente, quedando dividida en mitades. +n cada mitad, ! sobre la línea de partida,
se;ale el punto medio o lugar de siembra. c +n uno de estos puntos ! con la a!uda de un capilar, deposite unas gotitas ( ó ' de la mezcla a analizar (azul de metileno ! anaranjado de metilo. +n el otro punto sembrar, uno de los colorantes (cualquiera en solución. +spere que cada gota seque antes de sembrar la siguiente. d Deje unos minutos para que se evapore el solvente de siembra (puede a!udarse con corriente de aire ! luego introduzca la tira en un tubo de ensa!o de & >C cm en cu!o interior se -a colocado el solvente de desarrollo (> propanol butanona 5gua )>)> (La zona de siembra no debe quedar sumergida en el solvente. 8o mueva -asta que -a!a terminado el desarrollo. e "uando la fase móvil -a!a ascendido unos @>= cm, retire el papel, marque el frente del solvente (con lápiz ! déjelo secar. f 7bserve ! compare las muestras sembradas ! calcule el 4f de cada sustancia.
CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA a Las placas se preparan introduciendo láminas portaobjeto (juntas en una suspensión preparada al agitar 'Cg de $ilicagel <. (ó E= g de al%mina en >== mL de una mezcla cloroformometanol ()>. +sta suspensión puede conservarse en recipientes bien cerrados. b $e separan los portaobjetos, se dejan secar ! se se;alan puntos (equidistantes de los bordes ! del centro que se encuentren en una imaginaria 1línea de partida1 a > cm del borde inferior (2se %nicamente lápiz. c +n uno de los puntos se siembra (en solución ! con un capilar unas ó ' gotas de la mezcla anaranjado de metiloazul de metileno ! en el otro uno de ellos. Dejar secar el solvente. d 6ntroducir la placa en una cámara de desarrollo que contiene la fase móvil (>ropanolbutanona5gua )>)>. e
"uando el solvente esté por llegar al borde superior de la plaquita, retire ésta, marque el frente del solvente,
dejar secar ! calcule el 4f.
CROMATOGRAFIA EN COLUMNA. 5plicaremos esta técnica para separar la misma mezcla (5zul de metileno5naranjado de metilo que utilizamos para la "romatografía sobre papel ! en capa fina.
a) Preparación de la Columna. 6ntroducir un trozo de algodón -asta el fondo de la columna. 5dicionarle unos >= cc de etanol ! luego agregar una suspensión formada al agitar >= g de $ilicagel (o al%mina en unos = mL de etanol. 5brir la llave de la columna -asta que la altura del solvente sea de > mm por encima de la superficie del adsorbente.
b)
Siembra: Depositar > ó mL de la mezcla de colorantes a separar (en solución alco-ólica, abrir la llave
-asta que todo el colorante sea adsorbido por la fase fija.
c) lución: 5dicionar más etanol (elu!ente ! observar que uno de los colorantes se desplaza más que el otro. 6r agregando etanol -asta que se elu!a este colorante. "ambie de recipiente ! elu!a el segundo colorante. $i fuera necesario, cambie el etanol por agua acidulada para eluir este segundo colorante. d 5nálisis de los eluatos por "romatografía en capa fina al portaobjetos. ara este análisis se aplicará la técnica de la c.c.f. al portaobjeto, sembrando los eluatos. +l sistema de desarrollo será el mismo que se empleó en c.c.f. o cromatografía sobre papel.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
"47F5#7<459G5 $7H4+ 5+L "omp.5
"omp. H
Fezcla "omp 5
Fezcla "omp b
Distancias ( Fuestra, cm Distancia (solvente, c 49 •
"47F5#7<459G5 +8 "55 9685 "omp.5
"omp. H
Fezcla "omp 5
Fezcla "omp b
Distancias ( Fuestra, cm Distancia (solvente, c 49
EVALUACIÓN ¿Cuále !" l# $#%&e 'e u" c%!#&!%## 'e#%%!ll#'!* +
F#e ,-l( '!l-e"&e) / 0#e 12#
¿L# 0#e 12# ! ec!"#%# !" u#le $#%# l# c%!#&!%#03# e" $#$el / c#$# 1"# * +
"!4 e" $#$el l# 0#e e # %á$'# / e 'el5# e2!% l! c!l!%#"&e4 e" c#6! e" c#$# 1"# e 'e!%# # / "! e 'el5#" l! c!$ue&!
¿Cuál 'e l! '! c!$ue&! &e"e #/!% #1"'#' $!% l# 0#e 12# ! ec!"#%#* +
El #5ul 'e e&le"!4 e" l# '! ue&%# "! #-#"5! "&! c!! el "#%#"2#
¿Pu'! 'e"&1c#% el "7e%! 'e c!$ue&! e" l# e5cl#* +S4 $!%8ue #l3#" l! 9 c!l!%e 2u"&! $e%! e '0e%e"c#6#"
¿S u" c!$ue&! X; &e"e #/!% R0 8ue <;4 e "'c#&-! 8ue &e"e #/!% #1"'#' $!% l# 0#e ,-l* ¿=u6! '0e%e"c# e" cu#"&! # l# c#"&'#' 'e ue&%# e6%#'#* +N! >u6! '0e%e"c# ¿Cuál 'e l! c!$ue&! elu/, $%e%! / $!% 8u?* +El "#%#"2# elu/, $%e%! $!% l# $#%e' 'e e&e c!$ue&! ¿C,! c!$%!6#%3# u&e' 8ue l! c!$ue&! elu'! e&á" $u%!* +P!% el c!l!% $u%! 8ue &e"e4 / el $e! 'e c#'# u"! ¿E $!%"&e l# l!"&u' / 'áe&%! 'e l# c!lu"# e" l# e$#%#c," 'e e5cl#*
"omplete los diagramas (dibuje ! -aga el cálculo respectivo de los 4f
CUESTIONARIO >. *aga un esquema de un cromatograma desarrollado e indique cada una de las partes. . I"uáles son las diferencias entre la c.c.f. ! la de papelJ +n ccf la sustancia se desplaza lento ! se demora más en cambio en papel el proceso es más fácil ! desplaza mejor '. I"ómo ubicarías las posiciones de las sustancias incoloras en un cromatogramaJ . I"ómo encuentras el solvente ideal de separación cromatográfica para una muestra desconocidaJ. C. "ite algunas aplicaciones de la cromatografía en su especialidad. E. 6nterprete los valores de 4f =,=C0 =,C ! =,K@ . $i al realizar el desarrollo de un cromatograma ! encuentra el 4f de =,>, lo escogería como un buen solvente de desarrollo. Ior quéJ. @. +&plique alg%n método para localizar las bandas de adsorción cuando se trabaja con sustancias incoloras en una columna. K. IDé algunas aplicaciones prácticas de la cromatografía en columnaJ. >=. *aga un breve resumen del la "romatografía líquida de alta performance.
FUNDAMENTO TEÓRICO La separación de los diferentes componentes de una mezcla que se encuentran en un líquido o gas es el resultado de las diferentes interacciones de los solutos a medida que se desplazan alrededor o sobre una sustancia líquida o sólida (la fase estacionaria). Las diversas técnicas para la separación
de mezclas complejas se fundamentan en la diversidad de afinidades de las substancias por un medio móvil gas o líquido y un medio absorbente estacionario (papel, gelatina, almina o sílice) a través del cual circulan.
MATR!AL" M#TO$OS % RACT!&OS
Fateriales) • • • • • • •
#ubo de ensa!o == mL apel M-atman orta objetos $ilicagel 5lgodón
4eactivos) • • • • • •
5zul de metileno 5naranjado de metileno +tanol propanol butano agua
$!SCUS!'( $ RSULTA$OS +ste proceso consistió en -acer -ervir una mezcla, normalmente una disolución, ! condensar después, por enfriamiento, los vapores que -an producido. $i se parte de una mezcla de dos sustancias en la que sólo una de ellas es volátil, se pueden separar ambas mediante una destilación. +l componente más volátil se recogerá por condensación del vapor ! el compuesto no volátil quedará en el matraz de destilación. $i ambos componentes de una mezcla son volátiles la e&tracción simple no logrará su completa e&tracción. La mezcla comenzará a -ervir a una temperatura intermedia entre los puntos de ebullición de los dos componentes, produciendo un vapor que es más rico en el componente más volátil (de menor punto de ebullición. $i condensamos este vapor obtendremos un líquido enriquecido notablemente en este componente, mientras que el líquido que queda
en el matraz estará enriquecido en el componente menos volátil (ma!or punto de ebullición.
CO(CLUS!'( RCOM($AC!O(S
FU(TS $ !(FORMAC!'(
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•
•
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