Practica 4. Cromatografia

 

Universidad Universid ad Nacional Autónoma de México Facultad de Química

Laboratorio Química Orgánica I Practica 4. Cromatografía Reyes López Rosa Itzel Profesor: Daniel Méndez Iturbide Grupo: 39

Fecha: 21/10/2021

 

Introducción La cromatografía en capa fina, es un medo físico de separación para la caracterización de mezclas cuyo objetivo es separar los distintos componentes permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. Existen dos tipos de cromatográfia, la adsorción y partición. La técnica de adsorción, consiste en la separación en las distintas afinidades de absorción de los componentes de la muestra hacia la superficie de un sólido. Y la partición es la separación. De moléculas basadas en su diferente solubilidad, entre 2 fases Inmiscibles. Ejemplo derramar vino en un mantel blanco. Análisis de sangre, examen de orina, etc. El fenómeno de absorción es la adhesión de átomos, iones o moléculas de un gas líquido o sólido disuelto a una superficie, el comportamiento de retención refleja la distribución del soluto entre la fase móvil y la estacionaria. La relación entre las distancias recorridas por el soluto y por el oyente desde el origen de la placa se conoce como RF y tiene un valor constante para cada compuesto. La cromatografía en capa fina, permite determinar el grado de pureza de un compuesto, comparar muestras, realizar el seguimiento de una reacción. La muestra m uestra se deposita cerca de un extremo de una lámina de plástico que ha sido recubierta de una capa fina de absorbente (fase estacionaria). La lámina se coloca en una cubeta cerrada que contiene uno o varios disolventes mezclados (fase móvil). A medida que la mezcla de disolventes asciende por la capilaridad a través del absorbente se produce un reparto diferencial de los productos presentes en la muestra, entre el disolvente y el absorbente. Para la Cromatografía en capa fina, se recurren a los eluyentes, estos pueden ser. éter de petróleo, cloruro de metileno, N-Hexano, Acetato de etilo, Ciclohexano, Acetona, Iso- Propanol, Dietil-eteretanol, Metanol, Cloroformo, ácido acético. También se utilizan reveladores, como la luz UV, introducción de la placa en vapores de yodo, rocío con una solución de agua con H2SO4, uno a uno. Y soportes de vidrio, plásticos y metálicos. Hay factores que pueden intervenir en la cromatografía en capa fina, como la temperatura a menor temperatura, las sustancias se absorben más en la fase f ase estacionaria. También la cromatografía debe llevarse en un lugar sin corrientes de aire, las placas se deben de limpiar con cloroformo y metanol, después dejar secar. Y la pureza de los disolventes.

Benzoina P.f: 133°C P.e: 334°C Densidad: 1310 kg/m3 Insoluble en agua Energía mínima inflamación: 21.8 mJ Riesgos: Dl50, Irrita ligeramente los ojos En caso de inhalación, aire fresco, en caso de contacto con los ojos, lavar con abundante agua, en caso de contacto con la piel, lavar con agua, en caso de ingestión, enjuagar bien con agua.

 

Ácido acetilsalicíli acetilsalicílico co Forma solida Color blanco Olor perceptible Ph 3.5 P.F: 135-144 °C P. Inflamación: 250°C Solubilidad 20°C En caso de inhalación, tomar aire fresco, en caso de contacto con la piel, no irrita la piel, en caso de contacto con los ojos, aclarar con agua, ingestión, lavar y beber agua.

Cafeína Estado polvo Olor inodoro Color blanco Flamabilidad: no Densidad: 1.23 g/cm3 P.M: 194.19 g/mol En caso de inhalación, respirar aire fresco, en caso de contacto con la piel, lavar con agua y jabón, en caso de contacto con ojos, lavar con agua, en caso de ingestión, no provocar vomito.

Acetona P.f: -95°C P.e: 56°C Apariencia incolora Acidez: 19.16±0.04 pKa Soluble P. inflamabilidad: -20°C Riesgos: no se clasifica como toxicidad aguda En caso de inhalación, proporcionar aire fresco, piel, aclarar con agua, ojos, enjuagar con abundante agua, ingestión, enjuagarse y no inducir al vomito

Acetato de etilo P.e:77°C P.f:-83°C Densidad: 0.902 g/ml Riesgos: irrita la nariz, garganta, piel y ojos. En caso de inhalación, ventilar a la persona con aire fresco, ojos, lavar con mucha agua, piel, lavar con abundante agua, ingestión, lavar la boca y beber agua

 

Resultados Cromatografía en capa fina

Imagen 1. Efecto de la concentración con muestra 1A

Imagen 2. Efecto de la polaridad muestra 2A y 3A

 

Imagen 3. Efecto de la pureza con muestra 4A y 5A

Imagen 4. Principio activo. Prueba comercial, 2A, Prueba comercial con acetato de etilo

 

Análisis de los resultados El adsorbente utilizado en la práctica, gel de sílice, se utiliza para separar sustancias más polares (alcoholes, aminas, ácidos carboxílicos). El proceso de adsorción se debe a interacciones intermoleculares de tipo dipolo-dipolo o enlaces de hidrógeno entre el soluto y el adsorbente. El adsorbente debe ser inerte con las sustancias a analizar y no actuar como catalizador en reacciones de descomposición. El adsorbente interacciona con las sustancias mediante interacción dipolodipolo o mediante enlace de hidrógeno si lo presentan. El eluyente usado para la cromatografía en capa fina depende de su fuerza como eluyente y puede ser un disolvente único o dos miscibles de distinta polaridad y generalmente se utilizan: Hexano < tetraclorometano < cloroformo < diclorometano < acetato de etilo < acetona < 2-propanol < metanol < agua Estos disolventes se caracterizan por tener bajos puntos de ebullición y viscosidad, lo que les  permite moverse con rapidez. rapidez. La retención y la selectividad en la separación dependen de los valores respectivos de las constantes de los diferentes equilibrios químicos que tienen lugar, que están en función de: 



La polaridad del compuesto, determinada por el número y naturaleza de los grupos funcionales presentes. presentes. Los solutos más polares quedarán más retenidos puesto que se adsorben más firmemente a los centros activos de la fase estacionaria, mientras que los no  polares se eluirán con con mayor facilidad.  Naturaleza del disolvente. disolvente. Así, para un mismo compuesto, compuesto, un aumento en la po polaridad laridad del disolvente facilita su desplazamiento en la placa.

De acuerdo con la Imagen 1, la muestra de un lado fue mayor que del otro lado de la placa, por lo que una eluyó más que la otra, debido a la concentración, este fenómeno esta estrechamente relacionado con la absorbancia. La absorbancia de una muestra es proporcional a la concentración en esa muestra del compuesto que absorbe, y la constante de proporcionalidad es siempre la misma  para un compuesto dado; dado; a mayor concentración, mayor mayor absorbancia. Por lo que la muest muestra ra que se quedo casi sin movimiento, es la que tiene mayor concentración tuvo, mientras que la que eluyó más, tiene una menor concentración. En la Imagen 2, se agregó muestra 2A y 3A en una misma placa, poniéndola en diferentes solventes. En la primera placa (acetato de etilo), se observa que las muestras no corrieron, por lo que ambas son muy polares con el acetato de etilo. En la segunda placa (metanol), ambas corrieron, una mas que la otra, por lo que la muestra 2A es mas polar con el metanol que la 3A, ya que esta corrió más. En la tercera placa (hexano), la muestra 2A no corrió en comparación con la 3A, por lo que la 2A se mostro mucho mas polar con el solvente de hexano, que el 3A, ya que este tiene una distancia gradual a la de 2A. En la Imagen 3, se agregó muestra 4A y 5A en acetato de etilo. Se observa que estas no corren, y se quedan en la fase estacionaria. Si, luego de un proceso cromatográfico previo de separación el compuesto presenta varias manchas, en una TLC, entonces dicho compuesto no está puro y no se logró separarlo de sus impurezas, por lo que estas sustancias son puras, pero al observar detalladamente, en la muestra 4A presenta un ligero punto en la placa. Si dos muestras m uestras corren igual en la placa podrían ser idénticas. Si, por el contrario, corren distinto entonces no son la misma sustancia.

 

En la Imagen 4, se puede comparar las muestras una de la otra, la del lado izquierdo, hay varias manchas a lo largo de su corrida, quiere decir que el compuesto no esta puro. La sustancia de en medio esta a la misma distancia que todas, sin dejar manchas. Y la última sustancia, corrió sin dejar  manchas.

Cromatografía en columna La cromatografía en columna es una de las técnicas más útiles  para purificar compuestos. compuestos. Esta técnica util utiliza iza una fase estacionaria, que se embala en una columna, y una fase móvil que pasa a través de la columna. Esta técnica aprovecha las diferencias de polaridad entre compuestos, permitiendo que las moléculas suelen estar separado. Las dos fases estacionarias más comunes para cromatografía en columna son gel de sílice (SiO2) y alúmina (Al2O3), con más común utiliza fases móviles siendo solventes orgánicos. Los solventes para la fase móvil dependen de la polaridad de las moléculas de ser purificada. Más compuestos polares requieren típicamente más disolventes  polares con el fin de facilitar facilitar el paso de las moléculas moléculas a través de la fase estacionaria. Una vez finalizado el proceso de  purificación del solvente solvente puede elimina eliminarse rse de las fracciones recogidas utilizando un evaporador rotatorio para producir el material aislado.

Imagen 1. Representación de la cromatografía en columna

Imagen 2. Separación de azul de metileno y anaranjado de metilo De acuerdo con la Imagen 2, para la separación del azul de metileno y del anaranjado de metilo, se utilizo la cromatografía en columna. Utilizando etanol como eluyente y gel de sílice como absorbente. En este proceso la solución, viaja por el eluyente (etanol) por la columna, que tienen un absorbente (gel de sílice). La mezcla combinada de etanol y la solución a separar, se llama fase

 

móvil, las moléculas de esta fase se mueven por la columna a diferentes velocidades, en función de sus propiedades químicas, y su afinidad por la fase estacionaria (sílice). Cada compuesto de la solución a trabajar sale de la columna en un momento diferente y así poder ser separadas. En la cromatografía en columna, las moléculas absorben reversiblemente la fase estacionaria mientras fluyen por la columna, ralentizando su progresión. Los compuestos con interacción débil en la fase estacionaria salen de la columna mas rápido, en este caso, el azul de metileno. Los que tienen interacciones fuertes en la fase estacionaria se eluyen lentamente, en este caso el naranja de metileno. El gel de sílice tiene alta polaridad, así que su interacción es fuerte, con compuestos o solventes polares, y débil con moléculas no polares. El solvente suele ser un solvente orgánico, agregado desde un reservorio. En general, los solventes no polares, solo eluyen compuestos no  polares, mientras que los solventes polares eluyen compuestos polares polares y no polares. Si una mezcla tiene compuestos con polaridades significativamente significativamente diferentes, una serie de solventes cada vez mas  polares pueden usarse usarse para eluir todos los compu compuestos estos de interés

Cuestionario 1. ¿Cóm ¿Cómoo se elig eligee el eeluyen luyente te pa para ra cro cromatog matografí rafíaa en ccapa apa ffina? ina? La elección del eluyente depende del componente a separar y del material en que la separación se lleva a cabo. Para la selección del eluyente, puede ensayarse previamente la cromatografía en capa fina con distintos disolventes y unas muestras patrón. A base de  prueba y error.

2. ¿Por q qué ué se dice q que ue la cro cromatog matografí rafíaa en capa ffina ina es un cr criter iterio io parc parcial ial y no to total tal de identificación? Porque hay compuestos que tienen el mismo Rf 

3. ¿Cuá ¿Cuáll será el res resultad ultadoo de los sig siguient uientes es error errores es en croma cromatogra tografía fía en cap capaa fina? Aplicación de solución muy concentrada: no habrá movimiento en la placa de la solución Utilizar eluyente de alta polaridad: habría un desplazamiento excesivo en la placa Emplear gran cantidad de eluyente en la cámara de cromatografía: mojaría la muestra y por tanto se “chorearria” o no se vería un punto en especifico que corriera

4. El va valor lor d del el Rf ¿d ¿depe epende nde de dell eluy eluyent entee uti utiliz lizado ado??  No, depende de la polaridad polaridad de la sustancia

5. Qué ssign ignifi ifica ca qu quee una sus sustan tancia cia ten tenga: ga: Rf < 0.5: se desplazó por debajo del punto medio de la distancia entre el punto de

 

 

aplicación y enfrente del eluyente Rf = 0.5: se desplazó a una distancia media entre su punto de aplicación y el frente del eluyente Rf > 0.5: se desplazó por encima de la mitad de la distancia entre su aplicación y enfrente del eluyente