fisico-quimica exp, pratica 2

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1. INTRODUÇÃO
	Entre os métodos modernos de análise, a cromatografia ocupa um lugar de destaque devido à facilidade com que efetua separação, identificação (por comparação com padrões previamente existentes), quantificação e purificação (separando-se as substâncias indesejáveis e para a separação dos componentes de uma mistura) das espécies químicas, por si mesma ou em conjunto com outras técnicas instrumentais de análise, como a espectrofotometria ou a espectrometria de massas. (COLLINS et al., 2006) [1]
A cromatografia é um método físico-químico de separação especialmente adequada para ilustrar os conceitos de interações intermoleculares, polaridade e propriedades de funções orgânicas. Ela está fundamentada na migração diferencial dos componentes de uma mistura, que ocorre devido a diferentes interações, entre duas fases imiscíveis: a fase móvel e a fase estacionária. A grande variedade de combinações entre fases móveis e estacionárias a torna uma técnica extremamente versátil e de grande aplicação. [3,4]
	A fase estacionária pode ser um sólido ou um líquido disposto sobre um suporte sólido com grande área superficial. A fase móvel, que pode ser gasosa, líquida ou ainda um fluido supercrítico. (CIOLO, 1998)[2] Durante a passagem da fase móvel sobre a estacionária, os componentes da mistura são distribuídos pelas duas fases de tal modo que cada um deles é seletivamente retirado pela fase estacionária, o que resulta em migrações diferenciais desses componentes. (COLLINS et al., 2006) [1]
	Esse processo ocorre, devido à adsorção dos componentes da mistura ao longo da fase estacionária. A separação é efetuada graças às diferenças dos coeficientes de distribuição dos diferentes componentes da mistura. Existem inúmeros tipos de cromatografia disponíveis de acordo com os princípios físicos envolvidos na separação. São elas: cromatografia por adsorção, cromatografia de partição, cromatografia de troca iônica, cromatografia de exclusão, cromatografia em coluna e cromatografia em papel. (CIOLO, 1998) [2]
	A cromatografia em papel (CP) é uma técnica de partição líquido-líquido, estando um deles fixado a um suporte sólido. A cromatografia em papel é uma das técnicas mais simples e que requer menos instrumentos para a sua realização, porém é a que apresenta as maiores restrições em termos analíticos. (PERES,2002)[5]
 
1.1) CROMATOGRAFIA EM PAPEL
Nesse tipo de cromatografia, uma amostra líquida flui por uma tira de papel adsorvente disposto verticalmente. O papel de filtro é composto por moléculas de celulose que possuem uma forte afinidade pela água presente na mistura do solvente (eluente), mas com pouca afinidade pela fase orgânica, atuando como suporte inerte contendo a fase estacionária.
À medida que o solvente contendo o soluto flui através do papel, uma partição deste composto ocorre entre a fase móvel e a fase estacionária. Com isto, parte do soluto deixa o papel e entra na fase móvel. Quando a fase móvel alcança uma seção do papel que não possui soluto, o fenômeno partição acontece de novo, contudo, neste caso, o soluto é transferido da fase móvel para a fase estacionária. Com o fluxo contínuo do eluente, esta partição entre a fase móvel e a fase estacionária possibilita uma transferência do soluto do seu ponto de aplicação no papel para outro ponto localizado a alguma distância do local de aplicação no sentido do fluxo do eluente.(PERES,2002)[5]
1.2) FATOR DE RETENÇÃO
	O parâmetro mais importante a ser considerado na CP é o fator de retenção (Rf), ou constante de corrimento, o qual é a razão entre a distância percorrida pelo composto na amostra e a distância percorrida pela fase móvel. Os valores ideais para Rf estão entre 0,4 e 0,6. [4]
	O cálculo do Rf é realizado medindo-se a distância que a substância se deslocou a parir do ponto em que foi aplicada (a), a partir do centro de gravidade da mancha e divide-se pela distância percorrida pelo solvente a partir do ponto da amostra (v). A figura 1 mostra uma cromatografia em papel.
 Figura 1: Esquema de um cromatograma
2. OBJETIVOS 
2.1) OBJETIVO GERAL
· Separar os pigmentos existentes em extratos de planta e em tinta de canetas à base de água.
· Entender os resultados encontrados na cromatografia em papel, identificando os princípios físico-químicos responsáveis pela separação. 
	
2.2) OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Aprender a fazer uma cromatografia em papel.
· Fazer a separação dos pigmentos encontrados no espinafre e na tinta de canetas à base de água.
· Encontrar o fator de retenção para as amostras analisadas.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1) Materiais Utilizados
 1. Béquer de 100 ml (2)
 2. Placa de Petri (1)
 3. Almofariz (1)
 4. Pistilo (1)
 5. Pipeta Pasteur (1)
 6. Funil de Separação 60 ml (1)
 7. Funil de vidro pequeno (1)
 8. Erlenmeyer de 25 ml (1)
 9. Proveta de 10 ml (1)
 10. Papel de Filtro
 11. Béquer de 50 ml (1)
 12. Capilar (1)
 13. Folhas de Espinafre
3.2) Reagentes Utilizados
 1. Éter P.A.
 2. Diclorometano P.A.
 3. Etanol P.A.
 4. Clorofórmio P.A.
 5. Sulfato de sódio anidrido P.A.
3.3) Procedimento Experimental
3.3.1.) Preparo do Extrato
	Em um almofariz foi colocado algumas folhas de espinafre, que foram bem trituradas, e uma mistura de 2:1 de éter de petróleo e etanol. O extrato foi então filtrado, com o auxílio de uma bolinha de algodão, e foi transferido para um funil de separação. Foi adicionado ao funil de separação 10 ml de água.
	O funil foi girado de maneira de maneira lenta, para evitar que ocorresse a formação de emulsão. Com o extrato no funil foi então separado da fase aquosa, e esta foi descartada, este processo de lavagem foi repetido por mais duas vezes, sempre retirando a fase aquosa.
	A solução de pigmentos foi transferida para um erlenmeyer, foi possível notar que havia ainda um pouco de fase aquosa, então com o auxílio da pipeta de Pasteur foi retirado um pouco dessa fase aquosa, depois foi adicionado aproximadamente 2g de sulfato de sódio anidrido, que funcionou como agente dessecante, ou seja, absorveu o que ainda restou de água.
	Após esperar a decantação da solução de pigmentos do sulfato de sódio, a solução foi transferida para o béquer de 50 ml.
3.3.2) Preparo da Folha de Papel:
	Utilizou-se 8 folhas de papel de filtro medindo cerca de (3,0 x 7,5) cm, com um lápis foi feito em um dos lados um risco de 1,0 cm de base do papel e outro a 0,5 cm do topo. Como mostra a figura 2.
Figura 2: Esquema do filtro de papel utilizado no experimento
	A amostra do extrato de espinafre e das tintas das canetas à base de água foram aplicadas sobre a linha que estava a 1,0cm da base.
3.3.3) Aplicação da Amostra na Folha de Papel
	Foi aplicado, com a ajuda de um capilar, 3 porções da solução de pigmento de espinafre no papel de filtro, com o cuidado de evitar que ocorresse a difusão da mancha durante a aplicação da amostra. Esperou-se o solvente evaporar.
	O béquer (cuba) foi preparado colocando-se uma tira de papel de filtro de clorofórmio, esperou-se certo tempo para que ocorresse uma completa saturação. O papel contendo o pigmento foi cuidadosamente colocado no béquer, com o cuidado de evitar que o ponto onde foi aplicada a amostra mergulhasse no solvente.
	Quando o solvente atingiu a marca de 5,0cm no topo do papel, a folha foi removida e foi marcada a linha de chegada da fase móvel. Foi deixado secar o papel no ar e o número de manchas coloridas foi observado.
	Este procedimento foi repetido em outro béquer usando como eluente uma mistura de CHCl3 e acetona na proporção 9:1, foi realizado também com água. Os procedimentos acima foram repetidos, porém com canetas a base de água nas cores preta e roxa. As manchas coloridas foram observadas.
6. REFERÊNCIAS
[1] COLLINS, C. H.; BRAGA, G.L.; BONATO, P.S. Fundamentos de Cromatografia. São Paulo: Editora da UNICAMP, 2006.
[2] CIOLO, R. Fundamentos da Cromatografia a Líquido de Alto Desempenho – HPLC. São Paulo: Editora Edgard BlucherLTDA, 1998.
[3] RIBEIRO, N.M.; NUNES, C.R.. Análise de Pigmentos de Pimentões por Cromatografia em Papel. Atualidades em Quimica. Quím. Nova, São Paulo, v 29, p 34-35, agosto 2008. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc29/08-EEQ-0707.pdf>. Acesso 09 abr. 2013.
[4] DEGANI, A.L.G.; CASS, Q.B.; VIEIRA, P.C.. Cromatografia: um breve ensaio. Atualidades em Química. Quím. Nova, São Paulo, v. 7, p 21-25, maio 1998. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc07/atual.pdf>. Acesso em 09 abr. 2013.
[5] PERES, T.P.; Palestra: Noções Básicas de cromatografia, Centro de pesquisas e desenvolvimento de proteção Ambiental – Instituto Biológico, São Paulo, v. 64, n 2, p. 227-229, jul/dez 2002.
7. ANEXO
7.1) QUESTIONÁRIO 
1) Qual é o estado físico da fase móvel e da fase estacionária na cromatografia em camada delgada (CCD)?
	A fase estacionária pode ser um sólido ou um líquido disposto sobre um suporte sólido com grande área superficial. A fase móvel, que pode ser gasosa, líquida ou ainda um fluido supercrítico.
2) Qual é o mecanismo de separação da cromatografia em camada delgada de sílica gel?
	É uma adsorção líquido-sólido, e a separação é feita pela diferença de afinidade ou polaridade dos componentes da mistura pela fase estacionária. 
3) Com que finalidade a solução de pigmentos é lavada com água?
	Para a retirada do álcool etílico, uma vez que este é solúvel em água.
4) Por que o sulfato de sódio anidro é adicionado à solução de pigmentos?
	O sulfato de sódio anidrido funcionou como um agente dessecante, ou seja, ele elimin a água que resta na solução de pigmento.
5) Que se entende por fator de retenção (Rf)?
	É a razão entre a distância percorrida pelo composto na amostra e a distância percorrida pela fase móvel.
6) Dois componentes A e B, foram separados por CCD. Quando a frente do solvente atingiu, 6,5cm, acima do ponto de aplicação da amostra, a mancha de A, estava a 5 cm, a de B a 3,6 cm. Calcular o Rf de A e de B. Desenhar esta placa, obedecendo o mais fielmente possível as distâncias fornecidas. O que se pode concluir sobre a resolução das manchas, nesta separação?	
 	
 A mancha A possui mais afinidade com o eluente do que B, pois ele percorre uma distancia maior e possui o fator de retenção maior que B.
7) Um químico deseja separar os compostos abaixo por cromatografia em coluna, utilizando sílica como adsorvente.
Para tal, percolou a coluna sequencialmente com os solventes I, II e III, que formam uma série eluotrópica. A primeira fração continha o composto X, a segunda fração, o composto Y, e a última fração, o composto Z. Qual dos sistemas de solventes abaixo serve como fase líquida para justificar a ordem de eluição encontrada?
	Levando-se em consideração a polaridade dos compostos e dos eluentes pode-se concluir que a resposta é a letra B. O cicloalcano com a ramificação (X) é apolar, por isso é insolúvel em solventes polares e solúveis em solventes apolares, então para o composto X o melhor aluente seriam os solventes apolares. Utilizando-se da solubilidade dos compostos pode-se encontrar qual a substância mais apolar, conclui-se que o hexano é mais apolar.
	Já o Y, que é um composto aromático ramificado, é apolar, logo é solúvel em solventes orgânicos. O composto Y é menos apolar que o X, por isso é solúvel no tolueno que possui uma polaridade baixa, restando assim apenas a alternativa B.
	O composto Z é heterocíclico, e é polar, logo, a melhor opção é um solvente polar. E o único eluente polar é o diclorometano.
8) A cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) é um dos métodos cromatográficos mais modernos utilizados em análise (CLAE analítica) e separação/purificação de misturas (CLAE preparativa). Abaixo são dados os cromatogramas X, Y e Z de uma mistura de compostos presentes em analgésicos: aspirina (A), cafeína (B), fenacetina (C) e paracetamol (D), utilizando três fases móveis diferentes, no modo isocrático, em uma mesma coluna.
Avaliando esses cromatogramas, responda às perguntas abaixo:
(a) Qual a fase móvel mais apropriada para ser utilizada em escala preparativa, e a fase móvel mais adequada para utilização em escala analítica, considerando um grande número de amostras a serem analisadas? Justifique sua resposta.
Como a escala preparativa visa à separação/purificação das misturas, a melhor alternativa seria a Z, pois você consegue observar os picos, pois eles não estão sobrepostos ou muito próximos como em X e Y.
Já a escala analítica visa identifica os compostos, isto é possível tanto em Y quanto em Z, contudo em Z há desperdiço de solvente, então o mais indico seria Y, onde não há esse desperdício e é possível identificar os compostos, pois não há picos sobrepostos.
(b) Qual o tipo de coluna (fase reversa ou fase normal) utilizada nestes três experimentos? Justifique sua resposta.
 Seria uma coluna de fase reversa, pois a cromatografia de fase reversa consiste em uma fase estacionária apolar e uma fase móvel de polaridade moderada.
(c) Sabendo-se que o composto mais polar elui primeiro, qual o composto de maior maior tempo de retenção? Justifique sua resposta.
A substância que vai ter o maior tempo de retenção será a mais apolar na mistura analisada, que no caso é o paracetamol.