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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS - UFMG Relatório 1 - Cromatografia em Camada Delgada (CCD) Carlos Eduardo Costa Dos Santos Lara Raquel Silva Maria Luiza Martins Rodrigues Vinícius Costa Cruz QUI210 - Diurno Belo Horizonte, 5 de janeiro 2021 1. Introdução teórica A Cromatografia em Camada Delgada (CCD) se baseia no mecanismo de adsorção e surge como um aprimoramento de técnicas que visavam aplicações em superfícies planares com sólidos espalhados, com o objetivo de realizar separações analíticas. No século XIX, em 1889, o professor Beijerinck, um botânico, deu início à técnica quando em seus estudos, utilizou sólidos em camada delgada sobre vidro para o desenvolvimento circular de misturas e sais inorgânicos. Mais tarde, os pesquisadores Prof. Nikolai A. Izmailov e Maria S Shraiber, buscando um método rápido para a análise de extratos de plantas usados em medicamentos, adaptaram o método de cromatografia líquido-sólida em coluna: espalhando o sólido sobre uma placa de vidro, depositando uma gota da solução a ser analisada e após a secagem, gotejando do mesmo solvente utilizado como eluente na separação em coluna diretamente sobre a mancha seca da amostra. Um desenvolvimento circular era observado, onde os componentes aparecem como anéis concêntricos com diferentes cores, ou diretamente quando a lâmina era exposta à luz fluorescente. A forma ascendente e horizontal utilizada na maioria das aplicações da CCD atualmente, foi desenvolvida por Kirchner (1911-1987) ao desenvolver o método de aderir os sólidos ao suporte. Por último, em 1956, o professor Egon Stahl desenvolveu um aparelho que permitia a preparação de placas com camadas uniformes do adsorvente, reduzindo a quantidade de amostras e o volume do solvente, além de preparar placas com reprodutibilidade. As vantagens dessa técnica são a simplicidade, a instrumentação de baixo custo, rapidez, menor geração de resíduo, possibilidade de determinação simultânea de várias amostras. Além de que pode ser utilizada quando a aplicabilidade de outras técnicas é limitada pelas propriedades das amostras como a baixa volatilidade, por exemplo. A CCD consiste em uma fase estacionária (adsorvente) fixada em uma placa e uma fase móvel, composta por um solvente ou uma mistura de solventes, também chamados eluentes. A amostra a ser analisada é aplicada sobre o adsorvente e se observa a ascendência do solvente por capilaridade, arrastando os compostos menos adsorvidos na fase estacionária, separando-os dos mais adsorvidos. A técnica em questão é bastante aplicada na área de Ciências Farmacêuticas, como por exemplo na Farmacognosia, que procura determinar quais compostos ativos estão presentes em plantas medicinais de interesse farmacológico como terpenos, flavonoides, alcaloides, entre outros. Além disso, pode ser utilizada no controle de qualidade de alimentos, como na determinação de pesticidas em extratos de alimentos orgânicos. Pode também ser utilizada para determinar a qualidade e autenticidade de fitoterápicos, análise confirmatória em perícia de drogas e também como um método teste para determinar o solvente apropriado para cromatografia em coluna. 2. Objetivos Realizar análise cromatográfica de uma pseudo-mistura de fluoreno e ácido benzóico e de suas soluções puras a fim de demonstrar a capacidade da técnica em separar constituintes de uma mistura, utilizando diferentes proporções de hexano:acetato de etila como eluente. 3. Materiais e reagentes Proveta de 10ml, tubos capilares, cromatoplacas, cubas de vidro com tampas, papel de filtro. Cloreto de metileno, fluoreno, ácido benzóico, acetato de etila e hexano. 4. Métodos As soluções de fluoreno e ácido benzóico foram preparadas utilizando o material em pó de cada amostra e cloreto de metileno como solvente a fim de formar uma solução amarela (fluoreno) e outra de aspecto límpido e transparente (ácido benzóico). Foram utilizadas quatro cubas, com as seguintes concentrações de hexano:acetato de etila (9:1, 8:2, 6:4, 4:6). Com a finalidade de saturar a atmosfera das cubas, um círculo de papel de filtro foi adicionado em cada uma delas. Com o auxílio de uma proveta, foram adicionados 10 ml das misturas de eluentes em cada cuba, tomando o devido cuidado para que a quantidade de solvente não ultrapasse 1 cm de altura e em sequência as cubas foram agitadas para facilitar a dispersão dos gases. Para a preparação das cromatoplacas, as mesmas foram identificadas segundo a proporção dos solventes eluentes. A altura do ponto de aplicação foi definida deixando uma margem de 1cm da borda inferior da cromatoplaca e o local de aplicação de cada uma das amostras foi estabelecido dividindo verticalmente a cromatoplaca em três partes. Em seguida, com o auxílio de um tubo capilar, as amostras de fluoreno e ácido benzóico foram aplicadas seguindo a ordem ilustrada na Figura 1. Figura 1 - Imagem ilustrativa de uma cromatoplaca. Fonte: Elaborada pelo autor. As cromatoplacas foram introduzidas em suas respectivas cubas de eluição e em seguida todas as cubas foram tampadas. As cromatoplacas ficaram dentro das cubas de eluição até os solventes atingirem a altura correspondente a cerca de 1cm abaixo da extremidade superior da placa (Figura 2). Figura 2 - Esquema ilustrativo de uma cuba de eluição com uma cromatoplaca. Fonte: Elaborada pelo autor. As cromatoplacas foram removidas para o exterior e marcadas imediatamente, com o auxílio de um lápis, a posição atingida pelo eluente (frente do eluente) para realizar posteriormente o cálculo do fator de retenção (Figura 3). Figura 3 - Imagem ilustrativa de uma cromatoplaca. Fonte: Elaborada pelo autor. Após o solvente evaporar, as cromatoplacas foram levadas até uma cabine de fluorescência ultravioleta (Figura 4) para realizar a revelação, no comprimento de onda 254 nanômetros. Figura 4 - Cabine de fluorescência ultravioleta. Fonte: Cabine UV - METAL-CHEK do Brasil Ind e Com Ltda1 1Disponível em: <https://www.medicalexpo.com/prod/spectroline/product-99664-754170.html> Acesso em Dez. 2020. 5. Resultados e discussão As quatro cromatoplacas foram analisadas pelo método de revelação por meio de luz ultravioleta no comprimento de onda de 254 nanômetros (Figura 5), uma vez que, as substâncias analisadas não são visualizadas no espectro visível. Figura 5 - Cromatoplacas sob luz ultravioleta. Fonte: MPN Organic, Thin Layer Chromatography (TLC) with Mark Niemczyk, Ph.D. Primeiramente, torna-se necessário identificar a fase estacionária e a fase móvel, que são sílica e a mistura de hexano:acetato de etila respectivamente. A escolha da fase móvel é de suma importância, já que entende-se que existe uma afinidade entre as moléculas da fase móvel e da amostra, pela superfície do adsorvente. Com isso, a natureza química das substâncias a serem separadas e a polaridade da fase móvel devem e possivelmente foram levadas em consideração. Uma característica importante que distingue as variadas misturas é a polaridade, pois o hexano é menos polar que o acetato de etila. Assim, quanto maior a proporção de hexano sobre o acetato de etila namistura, menor a polaridade da mesma. Na primeira cromatoplaca (Figura 5a), o ácido benzóico percorreu mais sobre a fase estacionária em comparação ao fluoreno e houve separação parcial entre o fluoreno e o ácido benzóico na aplicação conjunta. Isto ocorreu, pois o solvente sendo pouco polar arrasta com mais facilidade as substâncias menos adsorvidas na sílica. Assim, substâncias menos adsorvidas na fase estacionária tendem a eluir com mais facilidade. Na segunda cromatoplaca (Figura 5b), o ácido benzóico continuou a deslocar-se mais em comparação ao fluoreno, houve também a separação entre os componentes da aplicação conjunta, visto que a polaridade da fase móvel aumentou. Aparentemente essa mistura de solventes seria adequada, pois seus constituintes se separaram ficando a uma distância satisfatória da frente do eluente. Na terceira cromatoplaca (Figura 5c), o ácido benzóico e o fluoreno eluiram mais pela placa, chegando mais próximo da frente do eluente e ainda é possível observar os dois pontos distintos das substâncias. Na quarta cromatoplaca (Figura 5d) os constituintes da amostra quase chegaram a frente do eluente, sendo possível inferir que essa mistura de fase móvel não seria adequada pois dificultaria o cálculo posterior do fator de retenção (RF), já que ambos compostos ficaram sobreposto próximos a borda da placas. Observa-se também que os componentes da aplicação conjunta não se separaram completamente, evidenciando o fato dessa mistura de solventes não ser adequada. Posterior a revelação das cromatoplacas seria necessário realizar o cálculo do fator de retenção (RF), que não foi feito nesta prática devido o não fornecimento das medidas reais das alturas de cada mancha. Vale ressaltar que o RF mede a distância percorrida pela substância. 6. Conclusão Contudo, conclui-se que o experimento aconteceu em concordância com as informações teóricas, visto que a substância menos polar (fluoreno) ficou menos adsorvida nas cromatoplacas, eluindo mais, junto com o solvente, à medida que a polaridade do solvente aumentou. Portanto, o interessante é encontrar um eluente que separe os componentes da mistura de forma distinta e que não arraste as substâncias para próximo da frente do eluente. Ademais, a cromatografia em camada delgada dá informação analítica para dizer o quão puro ou impuro é a amostra, comparando com padrões. Assim, é possível identificar, separar e purificar substâncias utilizando da técnica de CCD. 7. Referências bibliográficas ● MORAES, S.L.; REZENDE , M.O.O.; NAKAGAWA, L.E.; LUCHINI, L.C. ANÁLISE DE RESÍDUOS DE PESTICIDAS EM TOMATES POR CROMATOGRAFIA EM CAMADA DELGADA. Química Nova, São Paulo, v. 25, p. 196, 31 out. 2000. 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