Grampo

Origem

Solvente

Grampo

Origem

Solvente

AULA PRÁTICA Nº 4

Título: Cromatografia

1-ASSUNTO: propriedades químicas e separação de misturas.

2-OBJETIVO: separar diferentes compostos presentes numa mistura

3-PRÉ-LABORATÓRIO: revisou-se os conceitos sobre interações químicas e

polaridade e completou-se a introdução.

3.1. INTRODUÇÃO:

Uma das técnicas de separação bastante utilizada é a cromatografia. Esta técnica foi desenvolvida por Michael Tswett (botânico russo), no começo do século XX, passando através de uma coluna preenchida com carbonato de cálcio CaCO3, pigmentos extraídos de plantas. Os pigmentos foram colocados dentro da coluna, sobre o carbonato de cálcio (fase estacionária), adicionando solvente (eluente) sobre os pigmentos, mantendo um movimento contínuo de cima para baixo. Após um certo tempo foi observado que os pigmentos tinham sido separados em várias manchas com cores diferentes, como resultado do fato de que haviam se movido para baixo na coluna, com velocidades diferentes. Os pigmentos que interagiam mais com a fase estacionária, ou apresentavam menor afinidade com o solvente, moviam-se para baixo mais devagar. Por sua vez, os pigmentos, que tinham maior afinidade com o solvente e menor com a fase estacionária, moviam-se mais rápido.

As substâncias cujas moléculas são polares interagem mais

intensamente com solventes polares. As substâncias apolares tem mais

afinidade com solventes apolares. Assim, variando a polaridade do solvente, ou

misturas de solventes, pode-se separar os componentes de uma amostra.

Este trabalho é quesito da disciplina Química geral e experimental básica do professor Dr. Luiz di Souza.

ANTONIO ALEX DE LIMA SILVAALEXANDRA BOAVENTURA DE OLIVEIRAGILBERTO GOMES FREIRE JUNIOR FRANCISCO DAMIAO DE MENDOÇADANIELE DA SILVA OLIVEIRA

Figura 4: sistema montado para a cromatografia em papel.

Figura 3: papel de cromatografia

Figura1: cromatografia em papel

Cromatografia em papel

Um exemplo de cromatografia mais clássico é a cromatografia em papel. Neste tipo de cromatografia, uma amostra líquida flui por uma tira de papel adsorvente vertical, onde os componentes depositam-se em locais específicos. O papel, onde a fase estacionária é o papel, sobre o qual é colocada a amostra. O papel com a amostra é colocado em um béquer fechado, com solvente suficiente para molhar apenas a parte inferior do papel, não tocando a amostra, conforme a figura ao lado.

O papel é composto por moléculas extremamente longas chamadas

celulose. A celulose é um polímero, o que significa é ela é composta por

milhares de moléculas menores que se organizam juntas. Esta organização

molecular que compõe as cadeias de celulose é polar e, como resultado, a

celulose tem muitas regiões de altas e baixas densidades de elétrons. As

regiões "carregadas" em uma cadeia de celulose são atraídas para as regiões

de cargas opostas de outras cadeias adjacentes, e isto ajuda a unir as fibras de

papel. O fato das longas cadeias de celulose serem alinhadas em uma direção

pode ser demonstrado rasgando um pedaço de jornal. Perceber-se-á que

aquele jornal rasga facilmente e ao longo de uma linha bastante reta, se

rasgado em uma direção, mas quando rasgado a um ângulo de 90º, o papel

não rasgará facilmente ao longo de uma linha reta.

A cromatografia em papel é uma das técnicas mais simples e que requer

menos instrumentos para realização, porém é a que apresenta as maiores

restrições para aplicação em termos analíticos.

Cromatografia em coluna

A cromatografia em coluna é uma técnica de partição entre duas fases,

sólida e líquida, baseada na capacidade de adsorção e solubilidade. O sólido

deve ser um material insolúvel na fase líquida associada, sendo que os mais

utilizados são a sílica gel (SiO2) e alumina (Al2O3), geralmente na forma de pó.

A mistura a ser separada é colocada na coluna com um eluente(solvente)

menos polar e vai-se aumentando gradativamente a polaridade do eluente e

conseqüentemente o seu poder de arraste de substâncias mais polares. Uma

seqüência de eluentes normalmente utilizada é a seguinte: éter de petróleo,

hexano, éter etílico, tetracloreto de carbono, acetato de etila, etanol, metanol,

água e ácido acético.

O fluxo de solvente deve ser contínuo. Os diferentes componentes da

mistura mover-se-ão com velocidades distintas dependendo de sua afinidade

relativa pelo adsorvente (grupos polares interagem melhor com o adsorvente) e

também pelo eluente. Assim, a capacidade de um determinado eluente em

arrastar um composto adsorvido na coluna depende quase diretamente da

polaridade do solvente com relação ao composto.

À medida que os compostos da mistura são separados, bandas ou

zonas móveis começam a ser formadas; cada banda contendo somente um

composto. Em geral, os compostos apolares passam através da coluna com

uma velocidade maior do que os compostos polares, porque os primeiros têm

menor afinidade com a fase estacionária. Se o adsorvente escolhido interagir

fortemente com todos os compostos da mistura, ela não se moverá. Por outro

lado, se for escolhido um solvente muito polar, todos os solutos podem ser

eluídos sem serem separados. Por uma escolha cuidadosa das condições,

praticamente qualquer mistura pode ser separada (Figura 2).

Figura 2: Cromatografia em coluna

Outros adsorventes sólidos para cromatografia de coluna em ordem

crescente de capacidade de retenção de compostos polares são: papel, amido,

açúcar , sulfato de cálcio, sílica gel, óxido de magnésio, alumina e carvão ativo.

Ainda, a alumina usada comercialmente pode ser ácida, básica ou neutra.

4-RESULTADOS E DISCUSSÃO

Experimento 1.

Utilização de caneta hidrocor

Traçou-se uma linha reta com um lápis, a 2 cm da extremidade, nas duas folhas de papel para cromatografia. Colocou-se 4 pontos com o hidrocor eqüidistantes uns dos outros ao longo da reta, numerando-os de 1 a 4.Na maior das folhas de papel filtro, foi feito pequenos pontos

com cada uma das canetas seguindo a ordem das cores

mostradas na figura acima, numere os pontos de 1 a 4 . as

cores utilizadas estão representadas na figura 4

Obs: deixou-se um pequeno espaço

( 1mm) entre as duas extremidades de forma a não se tocarem.

Colocou-se o papel dentro do béquer contendo 1-butanol, etanol e amônia (2M) na proporção de 1:1:1., de maneira que a mistura solvente não toque nos pontos que você colocou a tinta da caneta hidrocor. Cubriu-se o béquer com

uma placa de petri e evitou-se balançá-lo.

Quando a linha do solvente estava quase alcançando a extremidade superior

( 1 cm) do papel, removeu-se do béquer e marcou a posição da linha do

solvente com um lápis e deixe-o secar naturalmente. Depois de seco foi feito

um circulo com um lápis ao redor de cada mancha. O procedimento foi

realizado 3 vezes consecutivas.

A figura a seguir mostra o papel de filtro em que foi utilizado para fazer a

cromatografia as tintas da caneta hidrocor, antes e após ter mantido um

determinado tempo no béquer com a mistura de solvente.

Figura 5: papel após o arraste do solvente.

As manchas ficam assim devido às moléculas da tinta do hidrocor terem

características diferentes (como tamanho e solubilidade), quando expostas ao

solvente (1-butanol, etanol e amônia 2M) elas são arrastadas em diferentes

velocidades, assim ficando separadas em diversas manchas como se pode

visualizar na figura 4, cada mancha representa um substância diferente.

A razão entre a distância percorrida pelo solvente e a distância

percorrida pelas manchas é constante e denotado por Rf.

O Rf pode ser calculado utilizando-se a seguinte equação:

onde,

C = distância percorrida pelo composto, da origem ao centro da mancha.

S = distância percorrida pelo solvente da origem a linha superior (linha do

solvente).

Anotaram-se os valores de S e C correspondente a cada ponto e determinou-

se o Rf

.

A tabelas a seguir mostram a cores das manchas e o Rf das 3º vezes em que

foi realizada a cromatografia.

Tabela 01: resultados obtidos da 1º cromatografia em papel e Rf da aula pratica.

Cores

Cores iniciais Verde claro Vermelho Verde escuro

Cores das

manchas e Rf

calculado.

Azul; 0,1 cm Rosa; 0,128 cm Azul; 0,143 cm

Azul claro; 0,086

cm

Rosa claro; 0,086

cm

Azul claro 0,071 cm

Amarelo; 0,128

cm

Lilás; 0,114 cm Amarelo; 0,2 cm

Tabela 02: resultados obtidos da 2º cromatografia em papel e Rf da aula pratica.

Cores

Cores iniciais Verde claro Vermelho Verde escuro

Cores das

manchas e Rf

calculado.

Azul; 0,1 cm Rosa; 0,171 cm Azul; 0,143 cm

Amarelo; 0,214 cm Rosa claro; 0,057

cm

Azul claro 0,071

cm

----//---- Lilás; 0,228 cm Amarelo; 0,2 cm

----//---- Lilás claro;

0,243cm

----//----

Tabela 03: resultados obtidos da 3º cromatografia em papel e Rf da aula pratica.

Cores

Cores iniciais Verde claro Vermelho Verde escuro

Cores das

manchas e Rf

calculado.

Verde bem claro;

0,2 cm

Rosa; 0,243 cm Azul; 0,214 cm

Azul claro; 0,071 Rosa lilás; 0,286 Azul claro 0,057 cm

cm cm

Amarelo; 0,214

cm

------//------ Amarelo; 0,228cm

Ao comparar as tabela notou-se que entre um experimento e outro, ouve certa

variação de Rf e algumas manchas não apareceram, isso acontece pois a cada

cromatografia realizada consegui-se identificar diferentes compostos, e em

outras esse compostos não apareceram, isso tanto pode ter ocorrido por causa

do solvente ou por causa do pontinho do hidrocor no inicio da cromatografia.

Obs: a cor azul que também foi colocada no papel para cromatografia não

conseguiu separar, porque o talvez necessitasse de um papel maior para que

seu arraste tivesse acontecido.

Experimento 2

O técnico de laboratório triturou material a ser usado na aula em um almofariz e pistilo que se tratava de azul de brocresol, vermelho de metileno e sílica gel logo em seguida, preparou-se uma emulsão usando a sílica gel e hexano. O sistema de cromatografia de coluna (coluna funil e béquer) já estava montado, ao iniciar pratica foi colocado um pedaço de algodão na coluna para reter os sólidos, em seguida colocou-se a emulsão (hexano e sílica gel) na coluna e abriu-se a torneira para que o fluxo fosse continuo, após certo tempo a sílica gel começou a decantar no interior da coluna formando assim a fase fixa. O solvente utilizado foi uma mistura de acetato de etila e hexano, o solvente faz a função da fase móvel da cromatografia de coluna, pois o fluxo do solvente é que vai separar os compostos através de sua polaridade.Após colocar o solvente colocou-se a mistura a ser separada, onde a mesma

ficou depositada no inicio da coluna, após certo tempo começou a aparecer a

primeira cor, então foi adicionado dicloro metano para acelerar o processo de

arraste, ou seja, aumentar a polaridade do solvente com os compostos, a

medida que o tempo passava a mistura e a separando lentamente pois o

processo de cromatografia em coluna é relativamente demorado.

Após alguns minutos pode-se recolher a primeira cor. Foram recolhidas

alíquotas de aproximadamente 25 ml das cores que eram arrastadas pelo

eluente a tabela a seguir mostra as cores identificadas no experimento.

Tabela 04: resultados obtidos através do arraste do eluente (fase móvel) recolhidas em

amostra de aproximadamente 25ml.

Amostras Cores arrastadas pelo eluente

1 Vermelho

2 Laranja (forte)

3 Laranja (mais claro)

4 Amarelo (dourado)

5 Amarelo claro

6 Amarelo claro

7 Amarelo

8 Amarelo

9 Amarelo escuro

10 Amarelo escuro

O composto que foi arrastado primeiro foi o vermelho de metileno, pois a parte

azul (azul de bromocresol) ficou na parte de cima então foi separado, com isso

conclui-se que o vermelho de metileno tinha mais afinidade com o solvente por

isso foi separado com maior velocidade que os demais.

5. PÓS LABORATÓRIO

1-Por que é importante fazer manchas bem pequenas na obtenção de um

cromatograma?

As manchas feitas no papel cromatográfico devem ser pequenas, pois, o

solvente irá fazer o arraste e expandir os compostos de cada mancha. Se as

manchas fossem grandes haveria a mistura dos compostos e sendo assim uma

dificuldade maior na identificação de cada composto.

2- Determine as distâncias C e S e calcule o valor de Rf correspondente no

experimento1.

VER TABELA 1, 2 E 3

3-Num cromatograma em papel, uma mancha vermelha desloca-se 4,0 cm

da origem enquanto a linha do solvente desloca-se 8,0 cm. Qual é o valor

do Rf para essa mancha?

Rf=4,08,0=0,5 cm4- Dois cromatogramas de uma mesma substância são obtidos sob as

mesmas condições exceto que um é deixado correr por 10 minutos e o

outro 20 minutos. Serão os valores de Rf diferentes? Explique sua

resposta.

Sim, porque deixando o papel de cromatografia por mais tempo em contato

com o solvente ele irá arrastar mais ainda as substancias assim aumentando a

distancia entre o percorrida pelo solvente, desta forma aumentando o Rf, ou

seja se aumenta o a distancia do solvente, aumenta o Rf e vice-versa.

7- Discuta algumas aplicações desta técnica.

As aplicações da cromatografia líquida são inúmeras tanto quantitativas e

qualitativas. Dentre elas podemos destacas análises de amostras complexas:

como urina, sangue, alimentos, solo, derivados do petróleo, anti-oxidadentes,

pesticidas, ácidos nucléicos, polímeros e uma larga aplicação em produção de

medicamentos. A aplicação desta técnica é ampla pois, é possível a

determinação de uma grande quantidade de compostos químicos orgânicos e

inorgânicos com pesos moleculares altos ou com uma baixa estabilidade à

temperatura, que são impossíveis de analisar por cromatografia gasosa e

apresentando enantiometros, bastando que estes sejam solúveis na fase móvel

usada.

6-CONCLUSÕES

6.1 TÉCNICA

Concluiu-se que a cromatografia é uma técnica bastante usada para

separar vários compostos e que ela pode ser usada tanto para analises

quantitativas como nas qualitativas. Os tipos de cromatografia usados foram o

de papel e de coluna. O de papel é um teste mais rápido e de pouca precisão,

já o de coluna é mais demorado, pois requer mais tempo para que o solvente

arraste os compostos. Também se aprendeu o principio do qual a cromatografia

que está de acordo com a polaridade dos compostos em contato com o

solvente.

6.2 GRUPAL

Essa aula foi de grande aprendizado para nós do grupo, pois tivemos a

oportunidade de estudar sobre algo que não tínhamos conhecimento, Alem de

aprender uma nova técnica de separação de uma mistura que concerteza vai

ser usada no decorrer de nossa vida acadêmica e profissional.

7- BIBLIOGRAFIA

http://www.yesmag.ca/projects/paper_chromaBW.html acesso em : 05/11/2010 as 17:40 hs

http://vsites.unb.br/iq/litmo/LQO1_2009/Roteiro/cromatografia_em_camada_delgada_e_coluna%20_LQO_1_09.pdfacesso em : 05/11/2010 as 17:46 hs

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE – UERNFaculdade de Ciências Exatas e Naturais – FANAT

Departamento de Química

AULA PRATICA N° 4:CROMATOGRAFIA

Mossoró-RN, 2010

CROMATOGRAFIA

Mossoró-RN, 2010