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21 Relatório 5 - Cromatografia em camada delgada para identificação dos compostos da amostra nº 9 1. Introdução A cromatografia em camada delgada (CCD) é uma técnica de partição sólido-líquido1, sendo hoje em dia um dos mais importantes métodos de separação de misturas e ele se utiliza das diferenças no grau de adsorção e de solubilidade das substâncias.2Nessa técnica temos uma fase estacionária, que é sólida e é geralmente uma placa de sílica, e nessa fase sólida serão adsorvidas as substâncias que se deseja analisar, então o eluente, ou fase móvel, percorre essa fase estacionária pelo efeito de capilaridade. Os componentes analisados irão interagir de modos diferentes com a fase estacionária e a fase móvel, sendo a polaridade a principal responsável por essa interação. Portanto, se for preferencial para o componente interagir mais com a fase estacionária, ele irá percorrer uma curta distância na placa. O contrário também é válido, se o componente interagir preferencialmente com a fase móvel, ele irá percorrer a placa juntamente à fase móvel.1 Como cada substância terá uma polaridade diferente, baseado nos seus grupos funcionais, é possível separar os componentes de uma mistura. Geralmente a fase móvel possui um maior caráter apolar do que a fase estacionária, que possui caráter polar, sendo assim, o componente analisado que percorrer uma maior distância na placa terá interagido mais com a fase estacionária e, portanto, será o mais apolar da mistura. As substâncias que percorrem uma menor distância possuem um maior caráter polar.1 A razão entre a distância que a substância percorreu pela distância total que a fase móvel percorreu é chamada de Fator de Retenção (Rf), e seu valor ideal é o de 0,5. Caso não se consiga esse valor, é necessário modificar a fase móvel, aumentando o diminuindo a sua polaridade.1 Além disso, mesmas substâncias possuem o mesmo fator de retenção nas mesmas condições, logo essa técnica é ótima para confirmar a presença ou ausência de substâncias em uma amostra, caso haja a disponibilidade de um padrão para a comparação.3 Após a corrida da fase móvel pela placa é necessária a revelação da mesma, para sabermos o quanto as substâncias percorreram. Caso os compostos não sejam coloridos é necessário ou tratar a placa com algum reagente que irá formar compostos coloridos, ou, caso os compostos absorvam luz ultravioleta, pode-se utilizar uma sílica que contenha fluoresceína que, quando exposta à luz UV, pode-se perceber marcas escuras onde estão os compostos que absorvem essa luz.2 22 Após a prática do ponto de fusão foi possível chegar à conclusão de quais são os compostos da amostra nº 9, a prática de cromatografia foi realizada com o objetivo de confirmar a hipótese dos possíveis compostos. Para isso realizou-se a cromatografia das fases aquosa e orgânica com os padrões das substâncias suspeitas de estarem presentes na amostra, visto que essa é uma técnica rápida e boa para essa finalidade. 2. Parte Experimental 2.1 Materiais ● 2 Bécheres de 50 mL; ● Vidro de relógio; ● Tira de papel de filtro; ● Tubo de ensaio; ● Capilar; ● Lâmpada UV; ● 4 Placa para cromatografia; ● Amostra nº 9; ● Lápis; ● Régua; ● Proveta; ● Padrão das substâncias: ○ Ácido Benzoico; ○ Ácido Salicílico; ○ Benzoína; ○ Acetanilida; ● Solventes: ○ Hexano; ○ Acetato de Etila. 2.2 Método Após a separação do material necessário, deve-se pegar os bécheres e cortar um retângulo com quase a altura e largura que consiga cobrir metade do interior do bécher. Feito isso para os dois bécheres, deve-se pegar as placas para a realização da cromatografia. Marca- se 1 cm de distância das extremidades da placa e onde estará cada amostra, utilizando um lápis. 23 Aplica-se em uma placa, com um capilar, a fase aquosa da amostra e o padrão da substância esperada da fase aquosa, em dois pontos distintos e espaçados entre si, porém no mesmo lado e mesma altura - 1 cm da base - da mesma placa. Repetir o procedimento em outra placa para a fase orgânica e o padrão esperado para a mesma. Preparar duas placas de cada fase. Para o preparo do bécher, deve-se colocar o papel de filtro na parede de cada um dos bécheres. Após isso, adicionar, em um dos bécheres, acetato de etila em quantidade suficiente para que o papel de filtro fique “encharcado” e o fundo do bécher fique todo coberto, porém que não encoste na marcação da amostra e padrão da placa. Colocar a mesma quantidade de hexano no outro bécher, que já está com o papel de filtro na parede. Logo que finalizar a colocação do solvente no bécher deve-se colocar um vidro de relógio tampando o seu topo, evitando a perda de solvente. Com as placas e os bécheres prontos, coloca-se uma das placas preparadas com a fase aquosa no bécher contendo o acetato de etila, e a outra placa da fase aquosa no outro bécher, contendo hexano. A placa deve ser posta ortogonalmente ao fundo do bécher e o lado contendo as marcações deve ficar no lado inferior. Observar o solvente “subindo” na placa por capilaridade e, quando atingir a marcação feita em cima - de 1 cm de distância do topo da placa - retirar a placa de dentro do bécher e deixar secando em cima da bancada. Repetir o mesmo procedimento para a placa contendo a fase aquosa. A imagem 3 apresenta como deve ser a montagem do sistema. Imagem 3: Montagem do sistema para a realização da CCF Por fim, deve-se levar as placas para serem lidas com o auxílio de uma lâmpada de luz UV, deve-se então circular com um lápis as manchas que forem reveladas pela luz e analisar suas alturas e o fator de retenção, comparando as fases da amostra com o obtido no padrão de cada substância. 3. Resultados 24 Para a fase aquosa, realizou-se duas cromatografias utilizando como fase móvel, em uma, o hexano puro, e em outra, o acetato puro. A substância possível na fase aquosa era o ácido benzoico, por isso fez-se um spot de seu padrão na placa junta à fase aquosa. Para ambas as substâncias obteve-se um Rf de 0,5 utilizando o acetato como fase móvel. Quando o hexano foi utilizado como fase móvel, o Rf obtido foi de aproximadamente 0. A imagem 4 apresenta a plaquinha obtida para a fase aquosa. Imagem 4: Placas de sílica obtidas para as fases móveis de acetato de etila e de hexano puros, respectivamente. Onde PA é o padrão de ácido benzoico e FA é a fase aquosa da amostra nº9. Para a fase orgânica utilizou-se como padrão de comparação a benzoina, e como fase móvel foi necessário realizar a mistura de solventes, na tabela 6 estão os Rf obtidos com cada solvente. A imagem 5 apresenta as plaquinhas obtidas para cada fase aquosa. Tabela 6: Dados de fator de retenção da fase orgânica para cada fase móvel utilizada Fase móvel 100% Acetato de etila 100% Hexano 50% Acetato de etila 50% Hexano 25% Acetato de etila 75% Hexano Rf amostra 0,77 0 0,72 0,67 Rf padrão 0,77 0 0,72 0,67 25 Imagem 5: Placas de sílica obtidas para as fases móveis hexano, 25% Acetato de etila/ 75% Hexano, 50% Acetato de Etila/Hexano e Acetato, respectivamente. Onde Po é o padrão de benzoina e Fo a amostra da fase orgânica. 4. Discussão Como um valor de Rf é o de 0,5, testou-se diferentes fases móveis.1 Por isso utilizou-se uma fase móvel apolar, hexano (figura 12), e outra fase móvel polar, acetato de etila (figura 13). Para a fase aquosa foi possível obter esse valor de Rf utilizando o acetato de etila como fase móvel, visto que a fase aquosa possui um caráter polar, ela teve afinidade tanto pela fase estacionária quanto pela fase móvel, ambas polares. Porém com o hexano, um solvente apolar, a fase aquosa não demonstrou nenhuma afinidade, ficando retida na sílica em seu local de origem, como esperado, visto que a amostra é uma substância polar.1 Figura 12: Estrutura química do HexanoFigura 13: Estrutura química do acetato de etila Para a fase orgânica, quando se utilizou o hexano como fase móvel, ele ficou retido no ponto inicial da sílica, não demonstrando afinidade pela fase móvel, visto que a amostra é uma substância polar e a fase móvel era apolar. Porém, utilizando o acetato de etila como fase móvel, pode-se perceber uma grande afinidade pelo mesmo, visto que ele percorreu a placa junto com ele. Portanto foi necessário diminuir um a polaridade da fase móvel, visando diminuir o seu valor de Rf – o quanto a amostra interage com a fase móvel - e, para isso, fez-se uma mistura de acetato de etila e hexano. Inicialmente preparou-se uma solução com metade 26 de cada solvente, porém não foi o suficiente para atingir o Rf de 0,5. Aumentou -se então a quantidade de hexano na fase móvel para 75%, obtendo um Rf de 0,67, que está mais próximo de 0,5. Portanto pode-se perceber que a substância possui grande afinidade pelo acetato de etila.1 Além disso, com a realização da CCF e comparando os resultados de Rf obtidos para os padrões e para as amostras pode-se perceber que eles foram os mesmos. Como, em mesmas condições, as mesmas substâncias possuem o mesmo valor de Rf,3 pode-se confirmar que a hipótese de quais substâncias estariam presentes na amostra nº 9 está correta. Visto que se utilizou os padrões das substâncias das hipóteses em comparação com as fases. Também foi possível perceber que não havia tanta impureza nas fases aquosa e orgânica, visto que o spot na placa de sílica se comportou da mesma forma que o padrão, que está puro, como é possível de observar na imagem 6, tirada quando as placas estavam na câmara de luz-UV. Imagem 6: Placas de sílica da fase aquosa e orgânica, respectivamente, juntamente com o padrão das substâncias na câmara de luz UV 5. Conclusão Com a prática de CCF foi possível confirmar experimentalmente a hipótese de que a substância presente na fase aquosa da amostra nº 9 é o ácido benzoico e na fase orgânica a benzoína. Além disso pode-se perceber que é uma prática simples e com grande importância na identificação de substâncias, sendo essencial para ela. Ademais, é muito interessante para observar o comportamento da polaridade das substâncias baseado nas suas interações com a fase móvel e estacionária. 6. Referência 27 1. PAVIA, Donald L. et al. Introduction to organic laboratory techniques: a small scale approach. 6.ed. United States of America, 2016. 2. CONSTANTINO, M. G.; SILVA, G. V. J.; DONATE, P. M.; Fundamentos de Química Experimental. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2004. 3. Cromatografia em camada fina. Disponível em: https://www.fciencias.com/2015/03/12/cromatografia-em-camada-fina-tlc- laboratorio-online/. Acesso em: 01/06/2022.
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