Metodos de Separacao em QO

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Separação e purificação de 
compostos orgânicos 
Introdução 
• muitos reagentes ou solventes contêm impurezas 
• reações químicas produzem misturas de produtos 
 
Técnicas de Separação e 
purificação 
• Dissolução/cristalização/recristalização; 
• Extração 
• Destilação 
• Sublimação 
• Cromatografias 
Obs: substância de interesse precisa ter propriedades físico-químicas 
distintas da substância a ser separada (impureza/contaminante) 
Cristalização/recristalização 
Princípio do Método 
• rompimento da estrutura cristalina do sólido por 
dissolução a quente em solvente apropriado; 
• resfriamento da solução que produz novos cristais e 
deixa as impurezas no solvente. 
 
Moléculas estranhas não entram na rede cristalina 
que está sendo formada. 
 
 
Cristalização/recristalização 
Etapas: 
1) Escolha do solvente: 
• bem solúvel a quente e relativamente insolúvel a frio 
• impurezas solúveis a frio 
• solvente inerte 
 
2) Dissolução 
• dissolver com o solvente em ebulição 
 
3) Filtrar a quente 
• remoção de impurezas sólidas. 
 
 
Cristalização/recristalização 
Cristalização/recristalização 
4) Cristalização 
• resfriar lentamente para ocorrer a formação dos 
cristais. 
5) Filtração 
• a solução resfriada deve ser filtrada com auxílio de 
vácuo. 
6) Secagem dos cristais 
• simples exposição ao ambiente 
• estufa 
• dessecador 
Cristalização/recristalização 
Extração 
A extração é um processo de separação de compostos que 
consiste em transferir uma substância da fase na qual se encontra 
(dissolvida ou em suspensão) para outra fase líquida. 
Soluto A em solvente 1 – agitação em solvente 2 imiscível com o 
primeiro – ocorre de o soluto se distribuir entre as duas fases 
líquidas. 
 
Coeficiente de partição: K=C2/C1 C1 e C2 cc do soluto A em 1 e 
2. 
 
O solvente extrator é qualquer que solubilize o soluto muito mais 
que o solvente original. 
Extração 
• quantidade de solvente 
extrator. 
• número de vezes da 
operação. 
Extração Contínua 
Os processos de extração contínua visam facilitar o processo de 
extração tornando-o mais prático, mais econômico, mais seguro e 
com maior rendimento em material extraído. 
Usos 
• composto a ser extraído é pouco solúvel 
• solvente de custo elevado 
• soluto encontra-se presente em baixa concentração na matéria-
prima 
• extração sólido-líquido 
Extração Contínua 
Conjunto Extrator Soxhlet 
Possuem largo emprego industrial, em lipídios e 
obtenção de óleos vegetais. 
 
 
-a amostra não fica no balão de extração e sim 
num papel de filtro (forma cilíndrica) dentro do 
Soxhlet. 
 
- o solvente é aquecido num balão de fundo 
redondo, originando vapor. 
 
- o vapor proveniente do solvente aquecido passa 
para o condensador onde é refrigerado passando 
ao estado líquido e enchendo o extrator até ao 
nível do tubo lateral 
 
- o solvente vai arrastando compostos solúveis 
presentes na amostra e após vários ciclos obtém-
se e extrato final. 
A extração com equipamento de Soxhlet é processo contínuo, e é bastante 
útil nos casos em que o composto puro é parcialmente solúvel em um 
solvente e as impurezas não. 
Destilação 
A destilação é uma operação na qual um líquido é aquecido à 
ebulição em aparelhagem adequada. Seus vapores são 
condensados e recolhidos. 
Destilação simples: dois compostos com diferença de pontos de 
ebulição superior a 80ºC podem ser separados eficientemente. 
 
Destilação fracionada: menor diferença entre os pontos de 
ebulição. Emprego de uma coluna de retificação. Em uma única 
destilação se consegue uma série de microdestilações simples 
sucessivas. 
Destilação Simples 
Exemplo: purificação da água do mar 
utilizando destilação simples. 
DESTILAÇÃO FRACIONADA 
 Separa líquidos miscíveis de temperaturas de ebulição 
não muito próximas.Ex:água+álcool etílico 
Destilação Fracionada 
Destilação por arraste à vapor 
é utilizada para purificar substâncias que se decompõem em altas 
temperaturas e para separação entre compostos voláteis 
Exemplo: destilação por arraste de vapor d´agua - obtenção de 
essências vegetais. 
 
 
 O vapor de água arrasta composto voláteis (óleos essenciais), que 
condensam-se em condensador resfriado com água e a mistura é separada 
com funil de decantação, pois o líquido extraído é uma mistura de composto 
polar e apolar, constituindo assim uma mistura de líquidos imiscíveis. 
Destilação à pressão reduzida 
 
Destilação à pressão reduzida: é utilizada para purificar substâncias 
que se decompõem em temperaturas abaixo de seu PE ou àquelas 
com PE muito elevado. Menor pressão, resulta em menor PE. 
Sublimação 
O processo consiste na passagem de uma substância do estado 
sólido para o estado de vapor e, novamente, para o estado 
sólido, sem passar pelo estado líquido. 
 
Substâncias que atingem pressão de vapor igual à pressão 
atmosférica em temperaturas inferiores às necessárias para a 
fusão das mesmas. 
Naftaleno – Cânfora – Gelo seco 
Sólidos que fundem podem ser sublimados sob pressão 
reduzida. 
Sublimação 
Cromatografia 
Sistema constituído de duas fases: sólida ou fixa e fluida ou móvel. 
• Fase estacionária – adsorvente. 
 
• Adsorção: capacidade de uma substância em deter ou concentrar 
substâncias em sua superfície. 
 
• Eluente: serve para eluir a fase estacionária. 
 
• Cromatografia: exames anti doping – medicina legal. 
 
Principais procedimentos: 
• Cromatografia em papel (CP) 
• Em camada delgada (CCD) 
• Em coluna 
• Gasosa (CG) 
• Líquida (CL) 
 
Cromatografia: Classificação 
Forma física do suporte 
 
•Cromatografia planar: Cromatogafia em Papel (CP) e em 
Camada Delgada (CCD) 
 
•Cromatografia em coluna Cromatografia Gasosa (CG) e 
Líquida (CL) 
 -diâmetro interno do tubo (preparativa/ analítica) 
 -estado físico da F.M. (gas/líquido/supercrítico) 
 -tipo de coluna (aberta/fechada) 
 -fase estacionária (líquido/sólido) 
 
 
Polaridade das fases utilizadas 
Polaridade da fase estacionária 
Fase normal - Fase estacionária polar 
Fase reversa - Fase estacionária apolar 
Cromatografia em Papel 
Esta técnica utiliza para a separação e identificação das 
substâncias ou componentes da mistura a migração 
diferencial sobre a superfície de uma tira de papel filtro 
de qualidade especial. 
 
• Pequenas quantidades de amostra; 
• A amostra é aplicada em uma pequena distância da 
borda inferior de uma tira de papel. 
• O papel entra em contato com o eluente escolhido. 
• Ao subir o eluente arrasta seletivamente os 
componentes da mistura. 
• Visualização direta ou com uso de reveladores. 
 
Cromatografia em Papel 
• É uma técnica fácil, mas de complexa interpretação; 
• O principal componente celulose propicia um caráter altamente 
hidrofílico; 
• Com isso, os componentes altamente solúveis em H2O, (pH), 
são os que ficarão mais retidos não papel. 
 
Cromatografia em Papel 
Exemplo: separação de corantes de caneta hidrocor através da técnica de 
Cromatografia em papel. 
Cromatografia em Camada Delgada 
(CCD) 
Esta técnica é muito parecida com a anterior, porém 
demanda menor tempo para sua execução e conduz a 
resultados muito mais eficientes e perfeitos de 
separação. 
 
• técnica simples e barata 
• determinar pureza 
• identificar componentes – uso de padrões 
• acompanhar curso de reações 
• isolar componentes puros de uma amostra 
 
Cromatografia em Camada Delgada 
(CCD) 
Técnica:• cobre-se uma placa (alumínio, plástico, vidro) com 
adsorvente adequado de granulação especial. (0,1-2,0 
mm) – uso de aglutinantes (gesso- sílica- alumina). 
• ao secar, o adsorvente permanece aderido à placa que, 
em geral, deve ser ativada por aquecimento (placas 
prontas comerciais). 
• similar método de visualização – reveladores mais 
potentes. 
• qualitativa e quantitativa – sensibilidade e precisão 
Cromatografia em Camada Delgada 
(CCD) 
Técnica: 
• amostras de até 250 mg. 
• utilizada em laboratórios clínicos e controle de 
qualidade. 
Cromatografia em Camada Delgada 
(CCD) 
• Rf (fator de retenção) – propriedade característica e 
reprodutível – Rate of flow. 
 
• Rf = distância percorrida pela mancha/ distância 
percorrida pelo solvente. 
 
• Existem valores tabelados para comparação. 
Critérios para escolha da fase móvel: 
analitos devem ser solúveis diferentemente 
não deve haver reação entre analitos/FM e FM/FE 
Adsorção depende: 
natureza química do adsorvente 
área de superfície/ tamanho da partícula 
porosidade da partícula 
CCD - exemplos 
Requerimento da amostra:: 
detectável no cromatograma 
solúvel na FM 
estável à luz, oxigênio, solvente, não ser volátil 
CP 
Vantagens 
•técnica simples 
•não requer 
instrumentação sofisticada 
•baixo custo 
 
Desvantagens: 
•uso limitado 
•alargamento de banda-difusão- 
•pouca alternativa de reveladores 
CCD 
 
Vantagens 
•maior sensibilidade 
•mais rápido 
•> repetibilidade 
•< difusão 
•> faixa de aplicação 
•reveladores reativos 
•permite aquecimento 
 
Desvantagens 
•degradação de compostoslábeis 
devido á grande superfíciede 
exposição 
•dificuldades na quantificação 
Comparação 
Cromatografia em Coluna 
• O mais antigo procedimento cromatográfico. 
• Coluna de vidro, metal ou plástico preenchida (empacotada) com 
um adsorvente adequado. 
• Adsorventes: silicagel, alumina, carbonato de cálcio, óxido de 
magnésio. 
• Eluentes: éter etílico, clorofórmio, acetato de etila, acetona, etanol, 
metanol, água destilada ou misturas de solventes. 
• A amostra é colocada na parte superior e em seguida o eluente – 
pode-se utilizar vácuo na parte inferior. 
• Os componentes se movem com velocidades diferentes na coluna, 
dependendo das interações de cada substituinte com o adsorvente. 
Cromatografia em Coluna 
Cromatografia de Troca Iônica 
(Coluna) 
Cromatografia de Afinidade 
(Coluna) 
Cromatografia Gasosa 
• Rapidez 
• Alto poder de separação 
• Separação de várias classes 
de compostos em uma análise 
• Sensibilidade (ppm - ppb) 
• Facilidade de registrar dados 
• Variedade de detetor 
(especificidade) 
• Amostras voláteis 
• Compostos termicamente 
estáveis 
• Técnicas auxiliares p/ 
identificação 
Cromatografia Gasosa: aplicações 
• Análise de ácidos graxos e triglicerídeos 
• Análise de micotoxinas 
• Análise de compostos voláteis responsáveis pelo 
aroma característico de alimentos 
• Análise de açucares 
• Análise de amino ácidos 
• Análise de pesticidas 
• Análise de fármacos 
• etc 
• etc 
• Cromatografia Gás-Sólido 
FE: sólidos (sílica, carvão grafitinizado, polímeros 
porosos) 
Princípio de retenção: adsorção, volatilidade 
 
• Cromatografia Gás-Líquido *** 
Líquido mantido estacionário em suporte inerte 
Princípio de retenção: solubilidade, volatilidade 
Cromatografia Gasosa : tipos 
Cromatografia Gasosa: Instrumentação 
• Gás de arraste (FM) 
• H2, N2, He, Ar 
• Função: transporte da amostra 
• Propriedades: inerte, compatível com o detetor, puro 
Detector Uv-Vis 
Detector de Fluorescência 
Detector de arranjo de diodos 
Detector de Índice de Refração 
Detectores eletroquímicos 
• Apolar: hidrocarbonetos não aromáticos, silicones (ex.: SE-30) - 
P.E. 
 
• Polar: contém grande quantidade de grupos polares (Ex.: 
Carbowax)- interações tipo pontes de hidrogênio 
 
• Intermediária: grupos polares ou potencialmente polares em 
esqueleto apolar (Ex. SE-52) 
 
Escolha da coluna: 
• polaridade da fase estacionária, 
• diâmetro e espessura do filme  quantidade de amostras, tempo 
de análise, pressão (velocidade da FM), temperatura do forno 
Cromatografia gasosa: Instrumentação 
Colunas - fase estacionária (FE) 
Padronização interna 
•Uma substância conhecida é adicionada em concentração 
definida em todos os padrões e nas amostras; 
•Não co-elui com a amostra 
•É estável e detectado na concentração em que se encontra 
Etapas: 
 
Faz-se uma curva de calibração baseada na relação entre as 
áreas e concentrações do PI e da substância de interesse 
 
Contamina-se a amostra com um volume conhecido da solução 
estoque do padrão interno (PI) 
Cromatografia Liquida de Alta Eficiência (HPLC) 
Detector Uv-Vis 
Detector de Fluorescência 
Detector de arranjo de diodos 
Detector de Índice de Refração 
Detectores eletroquímicos 
Quantificação: 
Calibração Externa 
Calibração Interna