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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA - UNIPAMPA CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL PROF. DR. NILO EDUARDO KEHRWALD ZIMMERMANN 2017/2º Semestre TÉCNICAS CROMATOGRÁFICAS Isabelle Ávila da Silveira 04 de Setembro de 2017 Bagé, RS 2 Sumário 1. Objetivos ................................................................................................................. 3 2. Introdução ............................................................................................................... 3 1. Procedimento Experimental ................................................................................... 5 1.1 Cromatografia em papel ............................................................................. 5 1.1.1 Procedimento .......................................................................................... 5 1.1.1 Resultados .............................................................................................. 6 2. Procedimento Experimental ................................................................................... 7 2.1 Cromatografia em camadas delgadas ....................................................... 7 2.1.1 Procedimentos ........................................................................................ 7 2.1.1 Resultados .............................................................................................. 8 3. Procedimento Experimental ................................................................................... 9 3.1 Cromatografia em Colunas ........................................................................ 9 3.1.1 Procedimentos ........................................................................................ 9 3.1.1.1 Resultados ......................................................................................... 10 4. Conclusão ............................................................................................................. 11 5. Perguntas da Apostila .......................................................................................... 12 6. Referências Bibliográficas .................................................................................... 13 3 1. Objetivos Separar e identificar substancias em papel filtro e calcular seu rf. Estudar a influencia do eluente. Estudar o efeito da polaridade dos compostos organicos e do solvente no rf. Comparar a cromatografia em papel e em camada delgada. 2. Introdução A cromatografia talvez seja uma das tecnica mais importantes para os quimicos para separar os componentes de uma mistura. A tecnica envolve a distribuiçao de compostos ou ions diferentes da mistura entre duas fases, uma estacionaria e outra movél. Na cromatrografia o processo de separação depende das diferenças de adsorção dos componentes da mistura na fase estacionaria e de quão soluvel eles são na fase móvel. Estas diferenças dependem principalmente das polaridades relativas dos componentes da mistura. A cromatografia em papel é uma técnica simples, utiliza pequena quantidade de amostra, tem boa capacidade de resolução e aplica-se, de preferencia, na separação e identificação de compostos polares. A separação ou distribuição dos componentes de uma mistura, na cromatografia liquido-liquido em papel relaciona-se com as diferentes solubilidades relativas desses componentes nas fases móvel e estacionária. Os componentes menos solúveis na fase estacionaria tem uma movimentação mais rápida ao longo do papel, enquanto os mais solúveis na fase estacionaria serão seletivamente retidos, tendo uma movimentação mais lenta (Collins et. Al., 2006). A cromatografia em camada delgada (CCD) consiste na separação dos componentes de uma mistura sólidolíquido onde a fase móvel (líquida) migra sobre uma camada delgada de ADSORVENTE retido em uma superfície plana (fase estacionária – sólida). O processo de separação está fundamentado, principalmente no fenômeno de ADSORÇÃO. A cromatografia em coluna é comumente utilizada para purificação de substâncias orgânica ou, para remover o material de partida ou isolar o produto 4 desejado de uma reação. Para tal, a mistura é passada através de um tubo de vidro vertical preenchido com sílica ou alumina (ou outra fase estacionária) e é coletada em pequenas frações. Os vários componentes de uma amostra podem ser separados através da interação diferenciada com o solvente (fase móvel) e a fase estacionária. Para uma fase estacionária contendo sílica, compostos polares irão interagir mais fortemente que compostos não polares, ficando mais retidos e sendo eluídos posteriormente. Quando a polaridade dos componentes da amostra é similar, a separação/purificação se torna um desafio. 5 1. Procedimento Experimental 1.1. Cromatografia em Papel Materiais e Reagentes Materiais: 4 Béqueres de 250mL; 4 Vidros relógio; Papel filtro; Tubo capilar; Pinça; Régua. Reagentes: 1. Hexano puro (C6H14); 2. Éter Etilico (C2H5)2; 3. Acetato de etila puro (C4H8O2); 4. Acetona (C3H6O). Amostras: 1. Faroceno 1%; 2. Amarelo de Alizarina; 3. Violeta Cristal; 4. Bezofenona; 5. β – Naftol; 6. Naftaleno. 1.1.1 Procedimento Para o inicio do experimento utilizou-se a capela para colocar os solventes nos béqueres, que foram tampados com os vidros relógios para manter o vapor no Becker. Os papeis filtros foram cortados com 3 cm de comprimento e 2 cm de largura, logo foram traçadas duas bordas, uma superior de 2 mm e uma inferior de 3 mm. Nos papéis foram colocados, com o auxilio do tubo capilar, as amostras para serem analisadas, na primeira parte do experimento se utilizou os corantes Faroceno 1%, Amarelo de Alizarina e Violeta Cristal e, na segunda parte utilizou-se os solventes incolores Benzofenona, β – Naftol e Naftaleno. Com a pinça colocou-se o papel em contato com os solventes. Na segunda parte do experimento, os papeis 6 foram colocados em contato com o iodo, para assim poder ser revelado os resultados. Logo após analisar o quanto às substancias moveram-se na fase estacionaria, foi realizado o calculo do RF, utilizando a equação a seguir: RF= distância percorrida pela mancha / distância percorrida pelo solvente. 1.1.1 Resultados Na primeira parte do experimento, utilizando os três corantes. Em contato com solvente Hexano, apenas o corante Faroceno se moveu. No solvente Éter Etílico, o corante Faroceno moveu-se até a borda superior, o Violeta de Cristal e o Amarelo de Alizarina moveram-se levemente. No solvente Acetato de Etila, o corante Faroceno moveu-se até a borda superior, o corante Amarelo de Alizarina moveu-se levemente, enquanto que o Violeta Cristal não se moveu. No solvente Acetona os três corantes se moveram até a borda superior. Os valores de RF encontrados constam na tabela abaixo: Hexano Éter Etílico Acetato de Etila Acetona Faroceno RF = 1 RF = 1 RF = 1 RF = 1 Alizarina RF = 0 RF = 1 RF = 1 RF = 1 Violeta Cristal RF = 0 RF = 0,32 RF = 0 RF = 1 Na segunda parte do experimento, utilizando os três solventes incolores. Em contato com solvente Hexano, a Benzofenona e o β – Naftol se moveram até a margem superior, e o Naftaleno nãose moveu. No solvente Éter Etílico, a Benzofenona foi até a margem superior, o β – Naftol moveu-se pouco e o Naftaleno não se moveu. No solvente Acetato de Etila, a Benzofenona e o Naftaleno se moveram até a margem superior e, o β – Naftol moveu-se pouco. No solvente Acetona, a Benzofenona e o β – Naftol moveram-se até a margem superior e o Naftaleno moveu-se pouco. Os valores de RF encontrados constam na tabela abaixo: 7 Hexano Éter Etílico Acetato de Etila Acetona Benzofenona RF = 1 RF = 1 RF = 1 RF = 1 β – Naftol RF = 0,57 RF = 0,11 RF = 0,46 RF = 0,57 Naftaleno RF = 1 RF = 1 RF = 1 RF = 1 2. Procedimento experimental 2.1. Cromatografia em camada delgada Materiais: 4 Béqueres de 250mL; 4 Vidros relógio; 4 placas de silica; Tesoura; Pinça; Solventes: Hexano puro (C6H14); Éter Etilico (C2H5)2; Acetato de etila puro (C4H8O2); Acetona (C3H6O). Amostras: 7. Faroceno 1%; 8. Amarelo de Alizarina; 9. Mistura violeta; 10. Bezofenona; 11. β – Naftol; 12. Naftaleno. 2.1.1 Procedimentos Para o inicio do experimento utilizou-se a capela para colocar os solventes nos béqueres, que foram tampados com os vidros relógios para manter o vapor no Bequer. As placas de silicas foram cortados logo foram traçadas duas bordas, uma superior de 2 mm e uma inferior de 3 mm. Nas placas foram colocados, com o auxilio do tubo capilar, as amostras para 8 serem analisadas, na primeira parte do experimento se utilizou os corantes Faroceno 1%, Amarelo de Alizarina e Mistura violeta, na segunda parte utilizou-se os solventes incolores Benzofenona, β – Naftol e Naftaleno. Com a pinça colocou-se o papel em contato com os solventes. Na segunda parte do experimento, os papeis foram colocados em contato com o iodo, para assim poder ser revelado os resultados. Logo após analisar o quanto às substancias moveram-se na fase estacionaria, e observado o comportamento. 2.1.1 Resultados Na primeira parte do experimento, utilizando os três corantes. Em contato com solvente Hexano, a alizarina nao se moveu, o faroceno moveu um pouco e a mistura violeta tem movimentação quase insignificante . No solvente Éter Etílico, a alizarina moveu-se até a borda superior, o faroceno moveu com o solvente, e a mistura violeta moveu bem pouco. No solvente Acetato de Etila, o corante Faroceno e o amarelo de alizarina moveram até a borda superior, enquanto que a mistura violeta não se moveu. No solvente Acetona o amarelo de alizarina e o faroceno subiram até a margem e a mistura violeta não moveu. Os valores de RF encontrados constam na tabela abaixo: Hexano Éter Etílico Acetato de Etila Acetona Faroceno RF = 0,28 RF = 1 RF = 1 RF = 0,8 Alizarina RF = 0 RF = 1 RF = 1 RF = 1 Mistura Violeta RF = 0 RF = 0,08 RF = 0 RF = 1 Na segunda parte do experimento, utilizando os três solventes incolores que foram revalados com iodo. Em contato com solvente Hexano, a Benzofenona moveu- se um pouco, β – Naftol se moveu ate metade da placa, e o Naftaleno não se moveu. No solvente Éter Etílico, a placa ficou muito manchada assim dificultando a visualização, a Benzofenona foi até a margem superior, o β – Naftol moveu-se pouco e o Naftaleno foi junto com o solvente. No solvente Acetato de Etila, a Benzofenona e o Naftaleno se moveram até a margem superior e, o β – Naftol moveu-se pouco. No solvente Acetona, a Benzofenona e o β – Naftol moveram-se até metade da placa e o Naftaleno moveu-se com o solvente. 9 3. Procedimento experimental 3.1. Cromatografia em coluna Materiais: 3 bequeres de 150ml; 3 Vidros relógio; coluna cromatografica; 1 bastao de vidro; haste, garra e mufa; silica; 10 tubos de ensaio; algodão; funil. Solventes: ciclo hexano (C6H6); Éter Etilico (C2H5)2; Acetato de etila puro (C4H8O2); Acetona (C3H6O). Agua destilada(H20). Amostras: substrato vegetal. 3.1.1 Procedimentos Começamos preparando a coluna cromatografica, colocando um um pedaço de algodão, então medimos a quantidade de silica para preencher dois terço da coluna, retiramos a silica e colocamos num bequer foi qual foi acrescentado ciclo hexano para ajudar a solubilizar a silica, após ''solubilizada'' colocamos de volta a coluna com auxilio de um funil, após colocada com auxilio de uma mangueira compactamos a silica. Após a coluna ser montada foi preparado um substrato vegetal de trevo, no qual foi macerado o trevo dentro de um almofariz e enquanto macerado foi acrescentado acetona no qual foi colocado em um bequer com um pouco de silica e acrescentado a coluna com auxilio de uma espatula. Então começamos a colocar os 10 solventes por ordem de polaridade na coluna e observamos a velocidade com que a reação aconteceria e o que cada solvente arrastaria. 3.1.1.1 Resultados Começamos o experimento colocando ciclo hexano na coluna e existia uma mancha amarela na qual esperamos ela descer e quando ela desceu, começamos a coletar em um tubo de ensaio. Após esse procedimento usamos uma solução 50% hexano, 50% acetato de etila que foi colocada na coluna e começou a arrastar uma macha verde com mais velocidade então retiramos em outro tubo de ensaio. Então colocamos o solvente acetato de etila o qual não moveu em nada, assim colocando um solvente mais polar que foi o eter etilico o qual também não surgiu efeito, mudando para um mais polar que foi a acetona que também não conseguiu arrastar nada, assim usando outro solvente disponivel mais polar que foi o alcool etilico que foi extremamente lento mas começou a arrastar uma mancha amarela com a dificuldade de arrastar fomos para o ultimo solvente disponivel que foi a água que assim arrastou a mancha amarela. 11 4. Conclusão Com os experimentos realizados concluiu -se que ambas as técnicas de cromatografia são muito eficientes para identificação, separação e identificação de substâncias e que normalmente se faz necessária a utilização concomitante da cromatografia em coluna e da cromatografia em camada delgada. Também possibilitou analisar o comportamento de alguns compostos em relação às suas características polares ou apolares em meio de diferentes eluentes. Concluiu-se que substâncias apolares sobem mais rápido pela fase estacionária das placas e da coluna se o eluente também for apolar, mostrando que semelhante dissolve semelhante. 12 5. Perguntas da apostila 1- Compare cromatografia em papel com a cromatografia em camada delgada. Procure explicar diferentes fenômenos físico-químicos que reagem os dois processos. Cromatografia em Papel: Utiliza dois líquidos ou mistura de líquidos ( um atuando com fase móvel (eluente) e outro sobre o papel atuando como fase estacionária) sobre um papel filtro. A fase móvel sobe por capilaridade e arrasta a substância que tem mais afinidade, separando das substãncias com maior afinidade. Cromatografia em Camada Delgada: Utilizada para separar misturas. Realizada sobre uma placa absorvente revestida com óxido de alumínio. Depois que a amostra é aplicada sobre a placa um solvente é permeado pela placa através da ação capilar. Se diferentes componentes da mistura percorrem a placa de maneiras diferentes, sendo possível a separação. 2- A) Quais os adsorventes que podem ser usados na cromatografia em camada delgada? Silicagel, alumina,carbonato de cálcio, óxido de magnésio, carvão ativado, B) Quais as características que eles devem possuir para seu uso nessa técnica? O adsorvente pode ser seco ou suspendido em um solvente adequado. Caso optar por esta última forma deve-se esperar o adsorvente compactar-se antes de prosseguir e ter cuidado de manter a coluna na vertical durante todo o processo 3- Quais os principais eluentes em cromatografia e em que ordem devem ser utilizados caso não se conhece o comportamento da substância em análise? Os principais eluentes são: Éteres de petróleo, éter etílico, clorofórmio, acetato de etila, acetona, etanol, metanol, H2O Destilada. Devem ser utilizados do menos polar para o mais polar. 4- Qual a importância do adsorvente ser bem compactado antes da introdução da amostra na coluna? A camada adsorvente tem que ser bem compactado para que a amostra penetre bem. 13 5- Quais os cuidados que devem ser tomados na escolha do eluente e na quantidade de adsorvente? A escolha dos eluentes a serem usados deve ser baseado no conhecimento prévio da composição da amostra (em termos de polaridade). No caso da amostra ser composta por substâncias polares e apolares, utiliza-se primeiramente um eluente apolar e na sequência, um eluente polar. 14 6. Referências Bibliográficas http://nuquiocat.quimica.blumenau.ufsc.br/files/2016/07/Cromatografia-em- Coluna.pdf http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Cromatografia%20em%20Camada% 20Delgada.pdf COLLINS, C.H.; BRAGA, G.L. e BONATO, P.S. Fundamentos de cromatografia. Campinas: Ed. UNICAMP, 2006. ZUBRICK, J. W. MANUAL DE SOBREVIVÊNCIA NO LABORATÓRIO DE QUÍMICA ORGÂNICA, 1ª ED.; LTC, 2005. ENGEL, R. G.; KRIZ, G. S.; LAMPMAN, G. M.; PAVIA, D. L. QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL Técnicas de Escala Pequena 3a ED, CENGAGE LEARNING, 2012.
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