Prévia do material em texto
Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Química Segurança e Técnicas Básicas de Laboratório Atividade 4 – Relatório I Cromatografia em Camada Delgada - CCD Aluno(a): Marrayla Roberta Souza de Paula Turma: PF2 Professor: Julio Cesar Dias Lopes Belo Horizonte, Minas Gerais 2025/01 Métodos Cromatográficos A cromatografia é uma técnica baseada na purificação, separação, identificação ou doseamento de substâncias orgânicas e inorgânicas tendo como base a diferença entre as velocidades que as substâncias se movem através de um meio poroso, chamado de fase estacionária, quando são arrastadas por um solvente, chamado de fase móvel, quando este se encontra em movimento. A primeira cromatografia pode ser atribuída ao bioquímico russo-italiano Michael Tswett, que formulou a experiência separando os componentes de extratos de folhas. Nesse ensaio, ele utilizou uma pequena coluna de vidro empacotada com carbonato de cálcio em pó (fase estacionária), no topo da qual foi depositada a amostra separada. A passagem de éter de petróleo (fase móvel), através da coluna levou a separação dos componentes em faixas coloridas. Apesar deste e outros estudos anteriores, a cromatografia foi “ignorada” até 1930, quando foi redescoberta e a partir deste ponto, diversos trabalhos na área possibilitaram o seu aperfeiçoamento, levando a um grande grau de sofisticação e a sua aplicação em muitas áreas. Cromatografia de partição em Papel Esse método consiste em depositar uma pequena alíquota da solução contendo a mistura a ser analisada próximo à extremidade de um pequeno pedaço retangular de papel de filtro em contato com o solvente que se encontra em um recipiente fechado (câmara cromatográfica), de maneira a facilitar a ascensão do solvente por capilaridade. O solvente fraciona enquanto passa sobrea amostra, arrastando os componentes com velocidades diferentes. Cromatografia em Camada Delgada É uma técnica que foi introduzida na década de 1930 por Stahl. Usa-se uma placa de vidro ou folha de plástico, revestida com uma fina camada de um material adsorvente (fase estacionária) que formam as cromatoplacas. A amostra a ser analisada deve ser aplicada em uma das extremidades da placa e eluida em atmosfera saturada com o solvente (fase móvel), em um recipiente chamado de cuba de eluição. Muitas das substâncias usadas nesse experimento não são coloridas, mas ainda assim podem ser visualizadas utilizando métodos e regentes apropriados. Após a aplicação das substâncias na cromatoplacas, poderá ser notado que irão interagir com a fase estacionária, e após a eluição e a revelação é possível observar que substâncias com polaridades diferentes interagem de modos diferentes com a fase estacionária. No caso da sílica, as substâncias mais polares ficam mais retidas do que as substâncias menos polares, já que a sílica possui caráter polar. A cromatografia em camada delgada apresenta vantagens em relação a cromatografia de partição em papel, tais como nitidez, sensibilidade e rapidez. A CCD também permite o uso de solventes e reveladores que geralmente são nocivos ao papel, além de usar aquecimento até 300ºC permitindo uma melhor visualização das manchas. Essa técnica é comumente utilizada como um processo de purificação de substâncias químicas Na cromatografia de partição de papel e na CCD, pode ser desejável para objetivos analíticos obter os valores de “fator de retenção” Rf,* 𝑅𝑓 = 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑜 𝑒𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑑1 𝑑2 *Quando a substância não se desloca ou se move junto com o solvente, é preciso mudar a fase móvel para realizar a análise. Cromatografia em coluna É uma técnica de separação de misturas baseada na diferença de afinidade dos compostos por duas fases: a fase estacionária (geralmente sílica ou alumina), que permanece fixa dentro de uma coluna, e a fase móvel (um solvente), que passa por essa coluna. A eluição é feita com o propósito de se obter frações que contenham os compostos puros, embora possam conter misturas. Essa eluição é geralmente acompanhada por análise em CCD. Cromatografia em fase gasosa Esta é uma técnica usada comumente utilizada para separar compostos voláteis em fase gasosa. A mistura gasosa é introduzida na coluna através de um injetor, onde é separada em função do seu tempo de retenção e da sua afinidade com o suporte da coluna num forno de alta temperatura. Os compostos da amostra são então identificados à saída da coluna através de um detetor adequado. A cromatografia gasosa é amplamente utilizada em diversas áreas, como na análise de alimentos, na análise ambiental e na análise de produtos farmacêuticos. Ela é uma ferramenta poderosa que permite a identificação e quantificação de compostos presentes em uma amostra, sendo essencial para o controle de qualidade e pesquisa científica. Cromatografia em camada delgada – CCD Parte Experimental Materiais Béquer de 50mL, tubos capilares, placas cromatográficas previamente preparadas, cubas de vidro, vidros de “penicilina”, iodo sólido, papel de filtro, espátula. Reagentes Tolueno, benzidrol, benzofenona, acetona. Procedimentos 1. Transferir uma pequena quantidade da substância A (pontinha de espátula) para um béquer ou vidro de “penicilina” e adicionar três gotas de acetona para dissolver a substância, 2. Aplicar a solução cuidadosamente usando um tubo capilar, a 1,0-1,5cm de distância da extremidade inferior da placa. Ao fazer a aplicação, cuidar que, na transferência do líquido, o capilar toque apenas levemente o adsorvente. Ele deve ficar o mais vertical o possível e a mancha não deve ultrapassar um diâmetro de 5mm. Fazer a aplicação levando em conta que uma outra amostra será aplicada na mesma placa (aplique cerca de 1cm da borda lateral). Reabastecer o capilar e fazer uma segunda aplicação no mesmo ponto. 3. Pegar um segundo frasco e, de modo semelhante dissolver a pequena quantidade da substância B em uma pequena quantidade de acetona. Aplicar a nova solução num ponto próximo a outra borda lateral(1cm) e de modo que os dois pontos de aplicação fiquem afastados. 4. Verificar se o solvente a ser usado na eluição se encontra em cuba já preparada. Caso a cuba esteja seca, adicionar solvente de modo a não atingir mais que 1cm de altura. A presença de um pedaço de papel filtro permite saturar de vapor a cuba. 5. Introduzir a placa na cuba de eluição, tampar e proceder a eluição da placa com tolueno. Deixar que o solvente suba até atingir uma altura correspondente a cerca de 1cm abaixo da extremidade superior da placa. 6. Remover a placa para o exterior e marcar, imediatamente, com auxílio de lapiseira ou outro material fino, a posição atingida pelo eluente (frente do eluente). Esperar até a total evaporação do solvente (5-10 minutos na capela) e então introduzir a placa numa cuba reveladora contendo iodo. Aguardar até a complexação do iodo para a visualização das manchas. Remover a placa, contornar as manchas com lapiseira e medir as distâncias entre o ponto de aplicação a amostra e a frente do eluente, bem como o ponto de aplicação e o centro de cada uma das manchas para o cálculo dos Rf’s. 7. Associar as manchas ao benzidrol e a benzofenona, em função da polaridade. 8. Desprezar o adsorvente no descarte, os capilares em local indicado e lavar o material utilizado. Resultados e conclusões Procedimentos A substância A, equivalente a uma pequena medida da espátula, foi transferida para o vidro de "penicilina" e 3 gotas de acetona foram adicionadas para dissolver a substância. A solução foi aplicadana borda lateral da placa, que havia sido previamente identificada como a que foi usada na primeira fase do experimento. Foi reabastecido o capilar e feita uma nova aplicação no mesmo local. Posteriormente, pegou-se um segundo frasco de "penicilina" e dissolveu-se uma quantidade mínima da substância B em 5 gotas de acetona. A substância foi aplicada ao lado da primeira, de forma a assegurar a maior distância possível entre os dois locais de aplicação. Então, foi realizada a eluição com tolueno. Depois da eluição, a placa foi retirada, a frente do eluente foi marcada, o solvente foi completamente evaporado e a placa foi colocada em uma cuba reveladora com iodo. Foi necessário aguardar a complexação do iodo para observar as manchas. A placa foi retirada, as manchas foram apagadas com lapiseira e as medições foram feitas para a determinação dos valores de Rf. Em função da polaridade, as manchas foram vinculadas ao Benzidrol e à Benzofenona. O solvente foi eliminado no lixo apropriado, os capilares foram posicionados no local indicado e o material usado foi devidamente higienizado. Resultados Após a realização dos procedimentos, foi observado o seguinte padrão na cromatoplaca: A Benzofena é o composto A e o Benzidrol é o composto B. A conclusão é obtida através da avaliação da polaridade das duas substâncias; a benzofenona é menos polar que o Benzidrol, tornando sua eluição na cromatoplaca mais simples, com um Rf superior ao do Benzidrol. A Benzofenona apresentou um fator de retenção de 0,51 e o Benzidrol 0,34, o que confirma a identificação dos compostos A e B. Um Rf mais elevado indica uma eluição mais elevada. Conclusão Após a conclusão deste experimento e a avaliação das informações obtidas, é possível concluir e identificar a importância e a efetividade da análise de substâncias através do método de Cromatografia em Camada Delgada (CCD). Foi possível reconhecer os compostos através da comparação dos valores de Rf e suas polaridades. Contudo, elementos como a irregularidade na espessura da camada de sílica, a aplicação excessiva de amostra ou a falta de saturação da cuba cromatográfica podem afetar os resultados, resultando em distorções nas manchas, variações nos valores de Rf ou migração desigual de compostos. Sempre é recomendado maior rigor na padronização dessas variáveis para assegurar maior replicabilidade e confiabilidade na análise. Questionário 1. Em que consiste a técnica CCD? A cromatografia em camada delgada é um método de separação que se baseia na diferença de afinidade entre os componentes de uma mistura em duas fases: uma fixa, constituída por uma camada fina de adsorvente como sílica gel em uma placa de vidro ou alumínio, e outra flutuante, constituída por uma combinação de solventes que sobem através da capilaridade na placa, favorecendo a separação dos compostos de acordo com suas interações com ambas as fases. 2. Em que situações a CCD pode ser utilizada como técnica de separação/purificação? Justifique. Esta técnica é benéfica por ser ágil, econômica e exigir quantidades reduzidas de amostra, além de possibilitar a visualização dos componentes separados por meio de reveladores específicos, como luz UV ou substâncias químicas. A separação por CCD é particularmente benéfica em áreas como química orgânica, farmacêutica e controle de qualidade, onde a eficácia da separação é determinada pela diferença de afinidade dos compostos pela fase estacionária (placa de sílica ou alumina) e pela fase móvel (solução). 3. Como a confirmação da identidade dessas substâncias poderia ser feita, utilizando CCD? A identificação das substâncias em CCD é principalmente confirmada pela comparação dos valores de Rf com padrões já estabelecidos, examinados nas mesmas circunstâncias. Métodos adicionais, como a revelação com reagentes adequados, espectroscopia (UV, IR) ou espectrometria de massas, podem ser empregados para confirmar a extração dos compostos da placa. 4. Complete a tabela abaixo: Referências ENGEL, R. G.; PAIVA, D. L.; LAMPMAN, G. M., KRIZ, G., S. Química Orgânica Experimental – Técnicas de Pequena Escala, São Paulo: Cengage Learning, 2012. STAHL, E.; Thi-Layer Chromatography: A Laboratory Handbook, 6𝑎 reimp. da 2𝑎 ed., Springer-Verlag: New York 1990. SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química Analítica. São Paulo: Cengage Learning, 2014. BROWN, T. L.; LeMAY, H. E.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R. Química: A Ciência Central – 10ª edição. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2009.