relatorio; cromatografia

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Universidade Federal de Pernambuco
Centro Acadêmico do Agreste
Núcleo de Tecnologia
Curso: Engenharia de Produção
PRÁTICA Nº 5- CROMATOGRAFIA
Alunos: Dara Alice
 Deivison Lucas 
 Mayara Josefa
 Mayara Veras
 Iury Campos
Turma: 2013.2
Disciplina: Química I
Professor: Gilson Lima
Caruaru, 28 de janeiro de 2014.
Introdução.
CROMATOGRAFIA
 A cromatografia é um método específico físico-químico sobre separação. Está fundamentada na migração diferencial dos componentes de tal mistura, que ocorre devido a diferentes interações, entre duas fases imiscíveis, fase móvel e a fase estacionária. A fase móvel é quando o eluente é um solvente puro ou uma mistura de solventes. Fases imiscíveis são quando apresentam duas fases bem distintas. E fase estacionária é quando sólidos e líquidos estão quimicamente ligados. Quando apresentamos o termo cromatografia, sabemos que foi empregado em 1906 e que sua utilização é atribuída a um botânico russo, quando foi explícito ao descrever suas experiências na separação dos componentes de extratos e folhas. Ao decorrer desse estudo, a passagem de éter de petróleo (fase móvel) através de uma coluna de vidro preenchida com carbonato de cálcio (fase estacionária), à qual se adicionou o extrato, levou para separação dos componentes em faixas coloridas. 
(NETO F.R.A Pág. 65-67) Provavelmente o motivo pelo qual a técnica é conhecida como cromatografia (chrom = cor e graphie = escrita), podendo levar à errônea ideia de que o processo seja dependente da cor. Também pode usar a cromatografia para a identificação de compostos, por comparação com padrões previamente existentes, para a purificação de compostos separando-se as substâncias indesejáveis e para a separação dos componentes de uma mistura. As diferentes formas de cromatografia podem ser classificadas considerando-se diversos critérios, um deles segue listado abaixo:
Classificação pela forma física do sistema cromatográfico.
 Em relação à forma física do sistema, a cromatografia pode ser subdividida em cromatografia em coluna e cromatografia planar. Enquanto a cromatografia planar resume-se à cromatografia em papel (CP), a cromatografia por centrifugação (Chromatotron) e a cromatografia em camada delgada (CCD), são diversos os tipos de cromatografia em coluna, os quais serão mais bem compreendidos quando classificados por outro critério.
Classificação pela fase móvel empregada.
 Em se tratando da fase móvel, são três os tipos de cromatografia: a cromatografia gasosa, a cromatografia líquida e a cromatografia supercrítica (CSC), usando-se na última um vapor pressurizado, acima de sua temperatura crítica. A cromatografia líquida apresenta uma importante subdivisão: a cromatografia líquida clássica (CLC), na qual a fase móvel é arrastada através da coluna apenas pela força da gravidade, e a cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), na qual se utilizam fases estacionárias de partículas menores, sendo necessário o uso de uma bomba de alta pressão para a eluição da fase móvel. A CLAE foi inicialmente denominada cromatografia líquida de alta pressão, mas sua atual designação mostra-se mais adequada. No caso de fases móveis gasosas, separações podem ser obtidas por cromatografia gasosa (CG) e por cromatografia gasosa de alta resolução (CGAR). A diferença entre os dois tipos está na coluna. Enquanto na CGAR são utilizadas colunas capilares, nas quais a fase estacionária é um filme depositado na mesma, a CG utiliza colunas de maior diâmetro empacotadas com a fase estacionária.
 Classificação pela fase estacionária utilizada.
 Quanto à fase estacionária, distingue-se entre fases estacionárias sólidas, líquidas e quimicamente ligadas. No caso da fase estacionária ser constituída por um líquido, este pode estar simplesmente adsorvido sobre um suporte sólido ou imobilizado sobre ele. Suportes modificados são considerados separadamente, como fases quimicamente ligadas, por normalmente diferirem dos outros dois em seus mecanismos de separação. 
 Classificação pelo modo de separação.
 Exclusão ou misturas desses mecanismos. Por este critério, separações cromatográficas se devem à adsorção, partição, troca iônica.
 
 Agora, para obtemos uma visão mais ampla dos diferentes tipos de cromatografia, os mesmo estão dispostos no diagrama da Figura (1). 
Fonte: http://qnint.sbq.org.br Acessada: 22/01/2014
 Dentre os vários tipos de cromatografia, especial ênfase será dada à cromatografia em camada delgada, à cromatografia líquida clássica e de alta eficiência e à cromatografia gasosa de alta resolução. 
 Agora que já conseguimos ter uma base sobre a cromatografia e suas escalas, vamos detalhar qual modo de cromatografia foi aplicada a prática.
 Cromatografia planar
 Usamos a cromatografia em papel que é uma técnica de partição de líquido-líquido, estando um deles fixado a um suporte sólido. Baseia-se na diferença de solubilidade das substâncias em questão entre duas fases imiscíveis, sendo geralmente a água um dos líquidos. O solvente saturado em água e a partição se dão devido à presença de água em celulose (papel filtro).
Fonte: http://qnint.sbq.org.br Acessada: 22/01/2014
 O parâmetro mais importante a ser considerado em CCD é o fator de retenção (Rf), o qual é a razão entre a distância percorrida pela substância em questão e a distância percorrida pela fase móvel. Os valores ideais para Rf estão entre 04 e 06.
Aplicado na prática, para a revelação de placas de CCD, existe processos destrutivos e não destrutivos. (ANDRADE J.B, Pág. 379-391) Os métodos não destrutivos mais utilizados são a utilização de 1) placas onde a fase estacionária é fluorescente ou 2) iodo. O primeiro baseia-se na utilização de substâncias fluorescentes misturadas à sílica quando da preparação das placas, possibilitando a revelação dos compostos em câmaras de luz ultravioleta. O segundo vale-se do fato de que o iodo complexa-se com compostos insaturados, de modo que placas que os contenham, ao serem colocadas em uma câmara contendo cristais de iodo, apresentarão pontos amarronzados. No nosso caso, foi colocada uma garrafa de amônia dentro da capela à qual passamos o papel filtro em cima da boca da garrafa e sendo assim revelando os cátions. 
 
Fundamentos Teóricos 
SEPARAÇÕES CROMATOGRÁFICAS:
 A cromatografia é um método empregado de forma ampla e que permite a separação, identificação e determinação de componentes químicos em misturas complexas. Nenhum outro método de separação é tão poderoso e de aplicação tão generalizada como a cromatografia. A cromatografia é difícil de ser definida rigorosamente porque o nome tem sido aplicado a diversos sistemas e técnicas. E ocupa um lugar de destaque em vários campos da Ciência (Química, Bioquímica,Engenharia de Alimentos etc.). Todos esses métodos, contudo, apresentam em comum o uso de uma fase estacionária e de uma fase móvel. Os componentes de uma mistura são transportados através da fase estacionária pelo fluxo da fase móvel e as separações ocorrem com base nas diferenças de velocidade de migração entre os componentes da fase móvel. 
O PROCESSO CROMATOGRÁFICO: 
 O processo cromatográfico consiste na partição dos componentes de uma mistura entre a fase móvel e a fase estacionária. Na cromatografia líquida a fase estacionária é constituída de partículas sólidas empacotadas em uma coluna, a qual é atravessada pela fase móvel. E o mecanismo de separação neste tipo de cromatografia, ou mecanismo de distribuição como também é chamado, baseia-se nas diferentes solubilidades que apresentam os componentes na fase móvel e estacionária. Então os componentes mais solúveis na fase estacionária são seletivamente retidos por ela, enquanto os menos solúveis são transportados mais rapidamente pela fase móvel. São asforças físicas e químicas que atuam entre os solutos e as duas fases são responsáveis pela retenção dos solutos sobre a coluna cromatográfica. A diferença na magnitude dessas forças que determina a resolução e, portanto a separação dos solutos individuais. As forças elementares que agem sobre as moléculas são de cinco tipos: 1) Forças de dispersão de London ou forças de Van der Waals; 2) Interações de dipolo induzido; 3) Ligações de hidrogênio; 4) Interações dielétricas; 5) Interações eletrostáticas e coulombianas. As variáveis que afetarem essas forças intermoleculares iram influenciar o grau de separação obtido pela passagem dos solutos através da coluna cromatográfica.
Objetivos.
Interpretar experimentalmente análises de cromatogramas em papel;
Analisar a ocorrência de diferentes bandas coradas originárias de um sistema de solvente e absorvente em um papel de filtro;
Evidenciar características e quantitativas e qualitativas de uma cromatografia;
Estimar, a partir de critérios e dados fornecidos, a razão constante a relação à frente do solvente ( movimento), ou seja, o fator relativo Rf, e assim identificar os compostos presentes numa cromatografia de papel;
Ver na prática como ocorre a separação dos componentes de uma mistura por meio da técnica de cromatografia em papel;
Material e Métodos.
 4.1 Material
4.1.1 Equipamentos e Vidrarias
4.1.1.1 (04) Papel de Filtro;
4.1.1.2 (03) Béquer de 50 ml;
4.1.1.3 Lápis;
4.1.1.4 (04) Pipeta de Pasteur;
4.1.1.5 Ventilador;
4.1.1.6 (03) Placa de Petri;
4.1.1.7 Régua.
4.1.2 Substâncias e Misturas
4.1.2.1 ;
4.1.2.2 ;
4.1.2.3 ;
4.1.2.4 Mistura de acetona e ácido clorídrico 3,0M na proporção 8:2;
4.1.2.5 Solução de amônia;
4.1.2.6 Solução de dimetilglioxima;
4.1.2.7 Mistura de acetona e ácido clorídrico 3,0M na proporção 5:5;
4.1.2.8 Mistura de acetona e ácido clorídrico 3,0M na proporção 6:4.
4.2 Métodos
 Com o papel de filtro já cortado no formato retangular foi traçado, com o auxílio do lápis e da régua, uma linha com distância equivalente a mais ou menos 1,5 cm em relação a parte inferior de papel de filtro. Nesta linha, foram feitos quatro círculos pequenos; em um esses círculos foi aplicado, com o auxílio da pipeta de Pasteur um pouco do ; e do mesmo modo foi aplicado em outro, em um terceiro, e por último uma solução problema A. Fazendo em todos manchas bem definidas.
 Para secar bem as manchas, o papel de filtro foi exposto ao ventilador. Logo após colou-se o papel à Placa de Petri, que serviu de tampa para um béquer, onde estava contido uma mistura de acetona e ácido clorídrico na proporção 8:2; logo, mergulhou-se o papel de filtro na solução, porém deixando as manchas dos sais acima do menisco do líquido. No momento em que o papel de filtro entra no líquido foi subindo por ação capilar, e os íons metálicos foram transportados. Neste processo já pode-se observar o íon e para ver os outros íons foram necessários mais dois processos. A princípio foi pego o papel de filtro e segurando sobre uma solução de amônia foi surgindo um complexo visível com o íon . E por fim, um pedaço de papel de filtro foi molhado com uma solução de dimeilglioxima e usado como pincel, esfregando de cima para baixo nas machas, revelou-se o terceiro íon .Figura 1:Papel de filtro colado na Placa de Petri. Foto retirada por Mayara Veras, no laboratório de química no CAA.
Todo esse processo foi repetido usando as misturas de acetona e ácido clorídrico 3,0M nas proporções de 5:5 e 6:4.
Com todos os íons revelados, nas três soluções, e tendo identificado a localização de cada um, foi medico a distância atravessada por cada tipo de íon. E dividindo este valor pela distância atravessada pelo solvente, foi determinado o valor do fator de retenção de cada um dos compostos.
Figura 2:Papéis de filtro depois de passar um pouco de uma solução de dimetilglioxima na faixa cromatográfica para revelar o terceiro íon. Foto retirada por Mayara Veras no laboratório de química do CAA.
Resultados e Discussão.
 Observou-se que a medida que a mistura de acetona e ácido clorídrico sobe pelo papel, a solução é dissolvida e se espalha. As mesmas escalam o papel, algumas avançam mais rápido que as outras. Isso acontece porque as fibras de celulose do papel interagem com a mistura e a solução.
 Após identifica-se a localização de cada um dos compostos nos três papéis de filtro, foi determinado o valor de retenção (Rf) de cada um deles, como demonstra a tabela a seguir.
	Proporção de uma mistura de acetona/HCl
	
Y
	
X
	
Rf
	
8:2
	
10,5
	
6,5
	
1,61
	
5:5
	
10,5
	
4,5
	
2,3
	
6:4
	
10,5
	
5
	
2,1
 
 
Figura 1: Passando a folha de filtro em um recipiente contendo amônia. Foto retirada por Mayara Veras, no laboratório de química do CAA.
 Para visualizar os outros dois íons foi necessário segurar o papel em cima de um recipiente de amônia, como mostra na fig.1, formando assim um complexo visível com um dos íon.
 Depois revelou-se o terceiro íon, usando como pincel um papel de filtro com um pouco de uma solução de dimetilglioxima. Na fig.2 visualizamos os três íons
Figura 2: Papéis de filtro, depois de passar um pouco de uma solução de dimetilglioxima na faixa cromatográfica para revelar o terceiro íon. Foto retirada por Mayara Veras no laboratório de química do CAA.
Conclusão.
 A partir dos experimentos realizados na quinta prática no laboratório de química, pudemos entender e aprender a técnica de cromatografia de papel, ao realizar a aplicação prática da mesma. Observamos que esta técnica é um método prático, seguro e eficiente tanto para isolar uma determinada amostra, como para determinar e identificar os compostos da experiência, se realizada corretamente. Foi possível observar as diferentes colorações dos 3 sais utilizados na prática, assim como da solução-surpresa. No experimento, foram obtidos os resultados esperados e desejados e, ao final do mesmo, pudemos observar e identificar cada uma das substâncias presentes, obtendo-se assim sucesso na realização da prática. 
Questões.
Qual o íon que é visível a olho nu?
 O íon visto ao olho nu é o , proveniente de .
 A amônia revela que íon? Qual é a coloração observada neste teste, e que tipo de complexo é formado pela reação de amônia com o íon metálico?
A amônia revela o íon , e apresentou cor azul. O complexo formado pelo reação da amônia () com o íon Cobre II () é o : + → [Cu(NH3)4]2+
A dimetilglioxima revela que íon? Qual a coloração?	
Revela o , e sua coloração é rosa (magenta).
 Dê os valores de Rf para cada um dos íons em cada sistema de solvente. Utilizando a mudança de Rf com as proporções relativas de acetona e ácido clorídrico, estabeleça qual destes dois solventes é mais responsável pelo transporte dos íons no papel. Tente dar uma explicação baseando nos argumentos delineados na introdução deste texto.
Na proporção acetona/HCl 8:2 o Rf da solução problema foi de 1,61; 5:5 o Rf foi de 2,3; 6:4 o Rf foi de 2,1. Depois de passar os íons ao longo de uma faixa de papel de filtro, e usando como fase líquida uma mistura de acetona e ácido clorídrico. Verifica-se no resultado de Rf do íon , onde se conclui que da fase líquido o ácido clorídrico é o mais responsável pelo transporte do íon do papel.
Na cromatografia, durante passagem da fase móvel sobre a fase estacionária, as substâncias da mistura são distribuídas entre duas fases. Explique o processo de separação.
O processo de separação se dá pelo fato de que as interações que os íons possuem ou com a fase móvel ou com a fase estacionária são diferentes. Os íons que apresentam maior interação com a fase móvel e menor interação com a fase estacionária, vão se arrastar mais ao longo da fase estacionária. E vice-versa.
Explique o que significa tempo de retenção no processo de cromatografia?
O tempo de retenção é o tempo gastopor um componente desde a sua injeção na coluna até a sua detecção na saída do sistema.
Para a amostra que você trabalhou na prática, que outros métodos de cromatografia poderiam ter sido usados para separar os componentes além da cromatografia de papel?
Cromatografia de: Camada Delgada, de Coluna, Gasosa e Líquida de Alta Eficiência – CLAE(HPLC), do inglês High Pressure/Performance Liquide Chromatography.
No método utilizado na prática, qual é a fase móvel e estacionária?
A fase móvel se dá quando a substância se encontra em estado líquido; já a fase estacionária, quando a fase é sólida(no papel.)
Como se determina uma curva de calibração num equipamento de cromatografia do tipo HPLC?
Os padrões são obtidos comercialmente e são analisados em diferentes concentrações, formando assim uma curva de calibração, esta trata-se de um gráfico da concentração do componente pela área do pico obtido. Através desta pode-se quantificar os componentes da amostra quando se obtém a área dos picos.
Qual a diferença entre cromatografia e espectrometria?
Ambos são métodos para identificar os diferentes átomos que compõe uma determinada substância. Porém, um espectrômetro de massa bombardeia uma molécula na fase vapor com um feixe de elétrons de alta energia para produzir íons. Já a cromatografia determina a separação no qual os componentes a serem separados se distribuem entre duas fases, uma das quais estacionária, enquanto a outra se movimenta numa direção definida. (Wikipédia, Ebah)
Referências.
COLLINS, C.H.; BRAGA, G.L. e BONATO, P.S. Introdução a métodos cromatográficos. 5ª ed. Campinas: Editora da Unicamp, 1993.
LOUGH, W.J. e WAINER, I.W. High Performance liquid chromatography: fundamental principles and practice. Blackie Academic and Professional, 1995.
CHAVES, M.H.; Análise de extratos de plantas por CCD: uma metodologia aplicada à disciplina “Química Orgânica”.
ANDRADE, J.B.; PINHEIRO, H.L.C.; LOPES, W.A.; MARTINS, S.; AMORIM, A.M.M. e BRANDÃO, A.M. Determinação de cafeína em bebidas através de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE).
NETO, F.R.A.; CGAR em análise de resíduos. Química Nova, v. 18, n. 1, p. 65-67, 1995.
Vieira, Thiago; cromatografia em papel, 2012 Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA6XwAD/cromatografia-papel>. Acesso: 26 jan. 2014. <http://educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/experimento-cromatografia-papel.htm>. Acesso: 26 jan. 2014. Experimentos cromatografia em papel, 2009 Disponivel em: <http://alquimistaspontocom.blogspot.com.br/2009/10/experimentando-cromatografia-em-papel.html>. Acesso: 26 jan. 2014.
 SKOOG, WEST, HOLLER, CROUCH, Fundamentos de Química Analítica, Tradução da 8ª Edição norte-americana, Editora Thomson, São Paulo-SP, 2006. <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAjDsAH/cromatografia-papel>. Acesso: 26 jan. 2014.