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Cromatografia em Camada Delgada Química Orgânica Experimental Alunos: Danilo Ferrari Pauletto, Augusto Tiozzo, Beatriz Dias. O que é cromatografia? Método físico-químico de separação dos componentes de uma mistura. Sendo uma técnica de fácil separação, identificação e quantificação das substâncias. A técnica é realizada através da distribuição dos componentes em duas fases: uma móvel sendo líquida ou gasosa e outra estacionária podendo ser sólido, líquido retido sobre um sólido ou um gel. A separação ocorre porque os compostos possuem diferentes afinidades com a fase estacionária e com a fase móvel. https://www.google.com.br/search?q=cromatografia&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjR5-ThwcbOAhUIOZAKHeL3D6AQ_AUICSgC&biw=1366&bih=599#tbm=isch&q=cromatografia+em+papel+clorofila&imgrc=KE9zAAl7NlNlZM%3A 2 Pessoal, só para enfatizar: esse é o princípio da cromatografia. Deixem claro em algum momento da apresentação a diferença entre a cromatografia e a CCD (que não é utilizada para quantificar, só para separação e análise qualitativa de pequenas quantidades de material. 2 Tipos de Cromatografia http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Cromatografia%20em%20Camada%20Delgada.pdf 3 CCD: o solvente sobe pelo adsorvente por capilaridade, ao invés de descer por gravitação. Sugestão: Saibam pelo menos o princípio (ou a diferença) de cada técnica apresentada acima, pois podem surgir perguntas. Não é necessário explicar todas na apresentação (deem mais ênfase no tópico do seminário). 3 Tipos de Cromatografia De acordo com método de separação Planar Tipo mais simples, na qual o solvente sobe pelo adsorvente por capilaridade. O adsorvente pode ser de papel, sílica gel ou alumina. Tubular Tipo mais complexo, preciso e de maior custo. Baseia-se em tubos pelo qual a fase móvel flui por gravitação ou sob pressão. https://www.google.com.br/search?q=cromatografia&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjR5-ThwcbOAhUIOZAKHeL3D6AQ_AUICSgC&biw=1366&bih=599#tbm=isch&q=cromatografia+em+papel+clorofila&imgrc=KE9zAAl7NlNlZM%3A 4 4 Tipos de Cromatografia De acordo com a fase móvel/estacionária Cromatografia em camada delgada Descrita no experimento Cromatografia gasosa Como a fase móvel é gasosa e a estacionária é liquida e sólida, este tipo requer certas condições: Amostra: suficientemente volátil e termicamente estável. Fase móvel: gás inerte. Cromatografia líquida de alta eficiência A fase móvel é liquida e a estacionária é sólida, porém ela é tubular. Tipo mais utilizado em industrias pois apresenta alta precisão (líquido possui mais interações com o sólido). https://www.google.com.br/search?q=cromatografia&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjR5-ThwcbOAhUIOZAKHeL3D6AQ_AUICSgC&biw=1366&bih=599#tbm=isch&q=cromatografia+em+papel+clorofila&imgrc=KE9zAAl7NlNlZM%3A 5 A fase estacionária na cromatografia gasosa pode ser líquida (Cromatografia Líquido-Sólido) ou sólida (Cromatografia Gás-Sólido). Corrijam por favor o último tópico: Tipo mais utilizado em industrias (indústrias) pois apresenta alta precisão (líquido possui mais interações com o sólido). Cromatografia gasosa 5 Princípio da Cromatografia O processo de separação cromatográfica depende da adsorção das substâncias na fase estacionária, e também da solubilidade na fase móvel. Sendo ligadas diretamente com as interações intermoleculares. A fase móvel é o líquido que carregará os compostos, chamado de eluente. A fase estacionária é a camada adsorvente, na qual os compostos ficarão retidos. 6 Quando o uso de muito texto num parágrafo torna-se inevitável, como sugestão coloque em negrito as palavras-chave (adsorção das substâncias e solubilidade). 6 Fase estacionária http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422005000300030 7 Normal: mais polar que a fase móvel. Ex: Silica e alumina. Reversa: menos polar que a fase móvel. Ex: C8 e C18 (cadeias ligadas à silica). Fase estacionária Fase estacionária de Sílica Gel Mais utilizada na CCD. Possui característica polar, devido à presença de grupos hidroxilas e apresenta caráter ácido. Interage por meio de ligações de hidrogênio e dipolo-dipolo. A fase estacionária na CCD mais empregada é a Normal. Sugiro que deem ênfase nessa informação para que não confundam os alunos. A ativação é realizada quando a CCd é preparada. Nós utilizaremos as comerciais. Senti falta de figuras que apresente a estrutura química da sílica e como ela interage, portanto sugiro que adicionem. Confiram em livros confiáveis como a bibliografia do curso e livros específicos em cromatografia como “Fundamentos de Cromatografia” – autor Carol Collins 7 Seleção do Solvente (fase móvel) A fase móvel é um solvente ou a mistura de solventes capazes de eluir as substâncias presentes. São escolhidos de acordo com a natureza química das substâncias que serão separadas e a polaridade. Misturando o eluente ocorre a eluição desejada. 8 *Rever todo o slide. Primeiro tópico: O solvente (ou a mistura) por si só não é capaz de separar as substâncias presentes. Portanto corrijam essa frase. O que temos é um particionamento (ou equilíbrio de distribuição dinâmico) entre as fases móvel e estacionária. Segundo tópico: Esse critério é mais empregado na cromatografia em coluna. Revejam todos os critérios de seleção do solvente no livro do Pavia (Técnica: Cromatografia em camada delgada – Escolhendo um solvente para o desenvolvimento). Sugiro que abordem o efeito do solvente em uma CCD: O que acontece se uso solventes polares? Qual o efeito disso na CCD? Caso não coloquem nos slides, demonstrem isso na lousa. 8 Reveladores Técnica utilizada para visualização de substâncias incolores no adsorvente. Podendo ser reveladores químicos, físicos e biológicos. 9 Físicos: Sob luz UV os compostos aparecem como manchas brilhantes Químicos: reagem com a amostra para formar um composto color Tornam os compostos da cromatografia visíveis quando incolores. Os reveladores podem ser de 2 tipos: Deem mais ênfase nos reveladores físicos e químicos. Sugiro que retirem os reveladores biológicos. Corrijam por favor: “Químicos: reagem com a mostra para formar um composto color” Faltou a referência no slide. Explique o princípio de cada um (físico e químico). Qual é destrutivo, e qual não é...; cromóforo (sistemas conjugados); produtos formados com os reveladores químicos...; 9 Reveladores – Imagens https://https://www.google.com.br/search?q=reveladores+fisicos+e+quimicos&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiO2r-YwsTOAhVHl5AKHd71A3oQ_AUICCgB&biw=1366&bih=667#imgrc=deF8OG2a_xmaWM%3A https://www.google.com.br/search?q=reveladores+fisicos+e+quimicos&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiO2r-YwsTOAhVHl5AKHd71A3oQ_AUICCgB&biw=1366&bih=667#imgrc=NB5a6e3So9ch8M%3A 10 Quem é quem nesses reveladores? São específicos? Todos são reveladores químicos? Não dispendam muito tempo falando de todos. Deem mais ênfase na explicação com o Iodo, , pois é o revelador que utilizaremos na prática. 10 Força de Eluição A força de eluição é a capacidade de um composto de retirar uma substância impregnada na placa (adsorvente). É o deslocamento do soluto na fase estacionária. A série eulotrópica contém os tipos de eluentes em ordem crescente de polaridade: https://www.google.com.br/search?q=for%C3%A7a+de+elui%C3%A7%C3%A3o&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiXnPXEv8TOAhXHHpAKHXuoAegQ_AUICSgC&biw=1366&bih=667#tbm=isch&q=s%C3%A9rie+eluotropica&imgrc=04lrtXTUhblIUM%3A 11 Qual a relação da força de eluição com a prática? Se eu tenho uma substância polar, como escolho meu solvente? 11 Adsorção É a adesão superficial das moléculas de um líquido a um sólido, como o adsorvente. Ela depende da pressão e temperatura, da área de contato e das forças intermoleculares entre adsorvente e adsorvido. 12 Força Iônica Coordenação Ligação de Hidrogênio Dipolo - Dipolo Força de Interação Van der Waals A nossa prática é de CCD. Deem ênfase na adsorção em um sólido, afinal, esse é nosso adsorvente. Qual a relação entre a polaridade de uma substância e a interação com a fase estacionária? Seria interessante incluir figuras que demonstrem cada uma das interações. 12 Interações intermoleculares Eletrostáticas: devido à presença de íons ou cargas em solução (íons). mais forte Ligação de hidrogênio: interação entre um átomo de hidrogênio e um outro mais eletronegativo (F, O, N ou o próprio H). Interações entre dipolos (bastante intensos) Dipolo-dipolo: ocorrem entre substâncias covalentes. Van der Waals: interações de dipolos fracos. 13 13 Etapas da CCD A amostra é aplicada na forma de solução, usando solvente mais voláteis possíveis. Considerar o limite de detectabilidade do revelador. Utilização de micropipetas, microssiringas ou capilar para aplicação das gotas. Aplicação das gotas acima da borda inferior. Distância entre as gotas de 1 cm. 14 Aplicação da Amostra Corrijam: “usando solvente mais voláteis possíveis.” - singular 14 Etapas da CCD Saturação da cuba com vapores da fase móvel (do contrário, fatores de retenção e tempo de corrida serão maiores). Recobrimento da cuba com um papel de filtro umedecido com a fase móvel. Desligar a capela. Umedecimento representa a saturação da cuba. 15 Saturação da Cuba 15 Etapas da CCD Cobrir o fundo da cuba com a fase móvel até uma certa altura. Marcar a placa abaixo do topo e apoiá-la na parede da cuba quase que em posição vertical. Retirar a placa assim que a fase móvel atingir a marcação. Esperar secar. 16 Desenvolvimento da Cromatograma 16 Etapas da CCD Torna visíveis as substâncias incolores da amostra. Visualização através de luz UV, devido à absorção desta radiação pelos compostos Visualização através de vapores de iodo, devido às reações químicas de iodação. 17 Revelação 17 Fator de Retenção Constante para um composto quando temos as mesmas condições Identificação qualitativa de compostos 18 18 Aplicações da CCD Estudos preliminares da complexidade dos componentes de um extrato orgânico; Investigações: envenenamento e substâncias consumidas por atletas; Estudo de reações: presença de intermediários estáveis; Análise de pureza de compostos; Análise de eficiência. Exemplo. https://www.google.com.br/search?q=cromatografia&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjR5-ThwcbOAhUIOZAKHeL3D6AQ_AUICSgC&biw=1366&bih=599#tbm=isch&q=cromatografia+em+papel+clorofila&imgrc=KE9zAAl7NlNlZM%3A 19 19 Constantes físicas 20 Substância p.f(°C) p.e(°C) Densidade (g/mL) M.M (g/mol) Fórmula Molecular Toxicidade Acetato de Etila -83 77 0,901 88,11 C4H8O2 Irritação nosolhos, pele, nariz e garganta Etanol -114 78,4 0,790 46,07 C2H5OH Causa náusea, vômito e depressão Diclorometano -97 39,8 1,322 84,93 CH2Cl2 Causa fadiga, náusea, irritação nos olhos e cabeça Hexano −95 69 0.6548 86.18 C6H14 Causa dor de cabeça, náuseas, tonteiras, perturbações visuais e auditivas Cafeína 238 ----- 1,23 194.19 C8H10N4O2 Estimulante do sistema nervoso central Acetaminofeno 170,5 ----- 1,293 151.15 C8H9NO2 Antitérmico Ácido acetilsalicílico 135 ----- 1,39 180.14 C9H8O4 Náusea, vômito e irritação Corrijam: _Densidade _ números das fórmulas moleculares em subscrito. Sugiro que apresentem um slide com a estrutura das substâncias que serão utilizadas na prática. 20 Acetato de Etila 21 21 Etanol 22 22 Hexano 23 23 Diclorometano 24 24 Outros componentes https:// 25 Ácido Acetilsalicílico Cafeína Acetaminofeno Fonte das figuras? Fizeram no Chemsketch? Vejam as normas na apostila pag. 9 25 Vidrarias e demais componentes Proveta R$ 26,00 Pipeta de Pasteur R$ 0,30 Cuba Cromatografica R$ 250,00 Bagueta de vidro R$ 1,60 https://www.google.com.br/search?q=cuba+cromatografica&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjJh9r73cbOAhXDGpAKHQ7tDBAQ_AUICCgB&biw=1366&bih=599#tbm=isch&tbs=rimg%3ACfCiXht1guDSIjizeK8DHE7n-fHrjyFn4CdJEYoPrlFh3HixsjgcXb0bRnXi8AkqdhZC7mUJ8tbJy2T0eSbk6Zf-HCoSCbN4rwMcTuf5ERUJ 26 Corrijam o título: Vidrarias e demais componentes. (Não temos equipamentos aqui.) 26 Papel de Filtro R$ 10,25 Béquer R$ 8,00 Almofariz R$ 30,00 https:// 27 Vidrarias e demais componentes Corrijam o título: Vidrarias e demais componentes. (Não temos equipamentos aqui.) 27 Vidrarias e demais componentes Seringa R$ 2,50 Placa de alumínio sílica gel 60 R$ 620,00 Descarte https://www.google.com.br/search?q=Placa+de+alum%C3%ADnio+s%C3%ADlica+gel+60&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjXkLn63sbOAhUBg5AKHfG8BBYQ_AUICSgC&biw=1366&bih=599#imgrc=x_vYC2d0NgpPjM%3A Foto própria 28 Corrijam o título: Vidrarias e demais componentes. (Não temos equipamentos aqui.) 28 Fluxogramas 29 Fluxogramas 30 Fluxogramas 31 Fluxogramas 32 Obrigado
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