Relatório - Separação e Identificação de Compostos Orgânicos: Cromatografia em Camada Delgada

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
GABRIELLY DE LIMA MOURA
IGOR FERREIRA P. DA SILVA
ISAIANE FERREIRA LIMA
Separação e Identificação de Compostos Orgânicos: Cromatografia em Camada Delgada
Maceió
2017
OBJETIVO
Preparar cromatoplacas, separar os componentes presentes em extratos vegetais por cromatografia em camada delgada e calcular os fatores de retardamento (Rf) de cada mancha obtida após o processo de separação.
INTRODUÇÃO
Os termos “cromatografia”, “cromatograma” e “método cromatográfico” são atribuídos ao botânico russo Mikhael Semenovich Tswett, que, em 1906, utilizou estes termos em dois trabalhos descrevendo suas experiências na separação dos componentes de extratos de folhas e gema de ovo, onde usou colunas de vidro recheadas com vários sólidos, finamente divididos, e arrastou os componentes com éter de petróleo. O nome deriva-se das palavras gregas “chrom” (cor) e “graphe” (escrever), embora o processo não dependa da cor, exceto para facilitar a identificação dos componentes separados. (Collins, 1997)
	Segundo Skoog (2006), os métodos cromatográficos são de dois tipos básicos. Na cromatografia em coluna, a fase estacionária é mantida em um tubo estreito e a fase móvel, forçada através do tubo sob pressão ou por gravidade. Na cromatografia planar, a fase estacionária é suportada sobre uma placa plana ou nos poros de um papel. Nesse caso, a fase móvel desloca-se através da fase estacionária por ação da capilaridade ou sob a influência da gravidade.
Considerando o estado físico da fase móvel, distingue-se a cromatografia gasosa, onde a fase móvel é um gás, a cromatografia líquida, onde a fase móvel é um líquido, e a cromatografia supercrítica, onde se usa como fase móvel um vapor pressurizado, em temperatura acima de sua temperatura crítica, com as vantagens de ter viscosidade menor do líquido, mas mantendo as propriedades de interação com os solutos. (Collins, 1997)
A partir dos conceitos de cromatografia, neste experimento foi abordada o método de cromatografia em camada delgada.
Segundo Collins (1997), a cromatografia em camada delgada (CCD) consiste na separação dos componentes de uma mistura através da migração diferencial sobre uma camada delgada de adsorvente retido sobre uma superfície plana. Seu grande desenvolvimento teve como consequência natural múltiplas vantagens, tais como: fácil compreensão e execução, separações em breve espaço de tempo, versatilidade, grande reprodutibilidade e baixo custo. E pode ser de aplicação analítica ou preparativa, cuja escala está na dependência da espessura da camada adsorvente e da amostra em análise.
Na CCD os adsorventes básicos utilizados são: Sílica (SiO2) e Alumina (Al2O3).
Uma placa de camada delgada é preparada pelo espalhamento de uma suspensão aquosa de um sólido finamente pulverizado sobre uma superfície de vidro ou plástico limpa ou sobre uma lâmina de microscópio. Frequentemente, um agente é incorporado à suspensão para melhorar a adesão entre as partículas e destas com o vidro. A placa permanece em descanso até que a camada seja formada e esteja fortemente aderida à superfície; para alguns usos, pode ser aquecida em um forno por várias horas. (Skoog, 2006)
A placa coberta e seca chama-se "placa de cromatografia em camada delgada ou cromatoplaca ou ainda placa de CCD”. Para muitas separações, as placas preparadas ou pré-fabricadas, secas ao ar livre, são usadas diretamente, enquanto outras separações exigem ativações das mesmas. (Collins, 1997)
Quando a cromatoplaca é colocada verticalmente em um recipiente fechado que contém uma pequena quantidade de eluente, este irá ascender pela camada do adsorvente por ação capilar. A amostra é colocada na parte inferior da placa, através de aplicações sucessivas de uma solução da amostra em um solvente volátil com um pequeno capilar de vidro. Deve-se formar uma pequena mancha circular. Em seguida a placa é colocada na câmara de eluição. À medida que o solvente sobe pela placa, a amostra é compartilhada entre a fase líquida móvel e a fase sólida estacionária. Durante este processo, os diversos componentes da mistura são separados. Os componentes menos polares avançam mais rapidamente que os mais polares. Esta diferença na velocidade resultará em uma separação dos componentes da amostra. Quando estiverem presentes vários componentes, cada um se comportará segundo suas propriedades de solubilidade e adsorção, dependendo dos grupos funcionais presentes na sua estrutura.
Muitos métodos são empregados para se localizar os componentes da amostra após a separação. Dois métodos comuns que podem ser aplicados a muitas misturas orgânicas envolvem a aspersão com solução de iodo ou ácido sulfúrico, ambos reagem com os compostos orgânicos formando produtos de cor amarela-escura. Muitos reagentes específicos (como a ninidrina) são úteis também para localizar as espécies separadas. Outra forma de detecção é baseada na incorporação de um material fluorescente na fase estacionária. Após o desenvolvimento, a placa é examinada sob a luz ultravioleta. Os componentes da amostra suprimem a fluorescência do material de forma que toda a placa fluoresce, exceto os locais onde os componentes não-fluorescentes da amostra estão localizados. (Skoog, 2006)
PARTE EXPERIMENTAL
Materiais do Procedimento 1: Preparação Mecânica de Cromatoplacas
Placas de vidro
Sílica gel 60 PF254
Água destilada
Erlenmeyer de 125 mL
Proveta de 50mL
Hexano 
Algodão
Espalhador mecânico
Estufa
Procedimento 1: Preparação Mecânica de Cromatoplacas
As placas de vidro foram colocadas no aparelho e a superfície das mesmas foi limpa com um algodão embebido em hexano; 
7,5 g de sílica gel 60 PF254 contendo gesso foram pesados em um erlenmeyer de 125 mL e foi adicionado 21 mL de água destilada. Através de movimentos circulares vigorosos, obteve-se uma suspensão homogênea;
A suspensão foi colocada no espalhador mecânico (posicionado na primeira placa do lado direito), tomando-se o cuidado de verificar se a espessura desejada está correta (0,5 mm para baixo e do lado externo do carrinho);
Deslizou-se suavemente e com velocidade constante o espalhador mecânico contendo a suspensão sobre as placas de vidro;
As cromatoplacas secaram a temperatura ambiente e depois foram colocadas para ativar em estufa a 100 ºC durante 1 hora.
Materiais do Procedimento 2: Preparação das amostras, aplicação e desenvolvimento das cromatoplacas
Cuba de eluição
Solução de hexano e acetato de etila a 10%.
Cromatoplacas
Capilar
CHCl3
Luz UV/Visível
Iodo
Procedimento experimental 2: Preparação das amostras, aplicação e desenvolvimento das cromatoplacas
Dissolveu-se individualmente alguns miligramas das amostras (cafeína, substâncias ácidas e neutras e básicas da Cassia ramosa e uma amostra desconhecida) em CHCl3.
Preparou-se a cuba de eluição com o eluente adequado. Neste experimento utilizou-se uma cuba contendo 30 mL de uma solução de hexano e acetato de etila a 10%.
Com a ajuda de um capilar de vidro de médio diâmetro, aplicou-se soluções de cada amostra, a 1 cm da base da placa;
As cromatoplacas foram colocadas nas cubas de eluição. 
Deixe a eluição atingir até 1,5 cm do topo da mesma e marque na placa à distância percorrida pelo eluente. Após a eluição, deixe o solvente evaporar completamente. 
A placa foi revelada com luz UV/visível e em seguida com vapores de iodo.
RESULTADOS
Na prática realizada os valores foram encontrados através dos dados obtidos na placa (figura 1) para se calcular o Rf, onde:
Rf = 
Figura 1. Placas reveladas
Dados:
Distância percorrida pela amostra 1: 7,4 cm
Distância percorrida pela amostra 2: 7,1 cm
Distância percorrida pela amostra 3: 0 cm
Distância percorrida pela amostra 4: 7,2 cm
Distância percorrida pelo eluente: 7,8 cm
Amostra 1
Rf = 
Rf = 0,95
Amostra 2
Rf = 
Rf= 0,91
Amostra 3
Rf = 
Rf = 0
Amostra 4
Rf = 
Rf = 0,92
DISCUSSÃO E CONCLUSÃO
	A preparação mecânicadas cromatoplacas se mostra como um método um pouco mais barato e bastante eficiente para utilizar a cromatografia em camada delgada, que é uma técnica bastante utilizada em laboratórios de pesquisa nas áreas de química orgânica e produtos naturais. 
	Após a realização da cromatografia, foi possível notar a presença de vários componentes diferentes, pois tiveram diferentes interações com o eluente utilizado (Hexano/AcOEt 9:1). 
Podemos ver componentes que absorvem em diferentes comprimentos de onda, a partir da revelação em aparelho de luz UV/Vis. Na amostra de ácidos e na amostra de substâncias básicas e neutras oriundas da Cassia ramosa, foi possível notar componentes que absorvem no mesmo comprimento de onda, bem como foi possível notar componentes diferentes também. Nos dois casos, os componentes com uma polaridade intermediária foram os que absorveram em 366nm, e os componentes que eram um pouco mais apolares absorveram em 257nm. Nem a substância desconhecida, nem a cafeína apresentaram compostos que foram visíveis com a luz UV/Vis. 
Figura 2 – Revelação em Luz UV/Vis 366nm
Figura 3 – Revelação em Luz UV/Vis 257nm
Na revelação com iodo, porém, podemos ver que a substância desconhecida se trata de uma substância bastante apolar, assim como, os ácidos e neutros e básicos. Já a cafeína, por ser bastante polar, permaneceu na base da placa, pois a interação com o eluente não foi tão forte, devido à baixa polaridade do mesmo. 
Essas características observadas mostram como a CCD é uma técnica importante mesmo que, de certa forma, seja uma técnica simples. A partir dela, por exemplo, podemos saber qual solvente utilizar, seja ele mais polar ou mais apolar, caso quiséssemos fazer uma separação dos componentes presentes nas amostras por uma cromatografia em coluna, evitando assim um uso inadequado de solventes. 
	
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
COLLINS, C. H.; BRAGA, G. L.; BONATO, S. P. Introdução a Métodos Cromatográficos. 7ª ed. Editora da UNICAMP, 1997.
SKOOG, WEST, HOLLER, CROUCH. Fundamentos de Química Analítica. Tradução da 8ª Edição norte-americana, Editora Thomson, São Paulo - SP, 2006.
Rebouças, L.M.C., Soares, N. Práticas de Química Orgânica em Micro Escala, IQB/UFAL, 2009.
ANEXOS
Questionário Relacionado ao Experimento
Cite os principais tipos de forças que fazem com que os componentes de uma mistura sejam adsorvidos pelas partículas do adsorvente.
A interação entre os componentes de uma mistura e as partículas da fase estacionária (sólido insolúvel) ocorre através de interações intermoleculares entre seus grupos funcionais. Geralmente essa interação varia na seguinte ordem (da interação mais forte para a mais fraca): formação de sais > coordenação > pontes de hidrogênio > dipolo-dipolo > London (dipolo induzido).
Cite os adsorventes mais comumente utilizados e suas principais propriedades.
A Alumina, ou óxido de alumínio, tem ação básica e interage fortemente com espécies ácidas e a Sílica gel interage com espécies básicas devido à natureza ácida do óxido de silício
Fale sobre o princípio básico que envolve a técnica de cromatografia.
O princípio básico é a separação de misturas por interação diferencial dos seus componentes entre uma fase estacionária (líquido ou sólido) e uma fase móvel (líquido ou gás). 
Por que se deve colocar papel filtro na parede da cuba cromatográfica?
Para saturar a atmosfera no interior da cuba com o solvente, se não for feito isso o solvente que sobe pelo papel irá se evaporar para saturar a atmosfera e equilibrar o sistema liquido/gasoso, se isso acontecer, essa evaporação irá interferir no processo de eluição podendo produzir variações nos resultados de Rf.
Se os componentes da mistura, após a eluição, apresentam manchas incolores, como proceder para visualizar estas manchas na placa cromatográfica?
A placa deve ser revelada, um método bastante comum é o uso de vapores de iodo, que reage com muitos compostos orgânicos formando complexos de cor café ou amarela, outros reagentes utilizados na visualização são: nitrato de prata (derivados halogenados), 2,4-dinitrofenilidrazina (para acetonas e aldeídos), verde de bromocresol (para ácidos), ninidrina (para aminoácidos). Pode-se utilizar ainda lâmpada de UV.
Defina fator de retenção e comente sua importância.
É um parâmetro frequentemente usado na cromatografia de camada fina, que é dado em função do tipo de suporte (fase fixa) empregada e o eluente, é definido como a razão entre a distância percorrida pela mancha do componente e a distância percorrida pelo eluente.
Quais as aplicações mais importantes da cromatografia de camada delgada?
Os usos mais importantes para a cromatografia em camada delgada são para a separação rápida e análise qualitativa de pequenas quantidades de material. Usada também para determinar a pureza de um composto, identificar componentes de uma mistura e acompanhar o curso de uma reação através do desaparecimento do reagente limitante e aparecimento do produto.