Separação de pigmentos do espinafre por cromatografia em coluna

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Consórcio Cederj – Fundação Cecierj
Curso: Licenciatura em Química
Aluna: Priscila Herculano Nunes
Matrícula: 19214070069
Relatório da aula experimental virtual 2
Separação de pigmentos do espinafre por cromatografia em coluna
NOVA IGUAÇU - 14/03/2021
1. Introdução
A cromatografia é uma técnica utilizada na caracterização ou separação de misturas, baseada na interação de seus componentes com uma fase estacionária e com uma fase móvel (também chamada de eluente). 
Dependendo da natureza dessas fases, e do objetivo da análise, podemos classificar diversos tipos de cromatografia: sólido-líquido (métodos: em coluna, camada fina ou delgada, papel); líquido-líquido (cromatografia líquida de alta eficiência); gás-líquido (cromatografia gasosa). Devido a variedade de combinações possíveis dessas fases, essa técnica é amplamente utilizada em diversos segmentos (MAGALHÃES, 2019).
A escolha das fases estacionária e móvel depende da natureza das substâncias que pretende separar. A fase estacionária deve ser adsorvente e não deve dissolver ou reagir com as amostras ou com o eluente. Enquanto a fase móvel deve ser ativa, ou seja, deve ser capaz de retirar a amostra da origem da fase estacionária, e seletiva capaz de separar a amostra. Ideal que haja preferência pela utilização de materiais menos onerosos e menos tóxicos (MARQUES, 2007)
2. Objetivo
		Separar os pigmentos do espinafre por cromatografia em coluna.
3. Materiais e reagentes
3.1 Reagentes
· Espinafre
· Areia
· Sílica gel
· Sulfato de sódio
· Acetona P.A.
· N-hexano P.A.
3.2 Materiais
· Bureta 50ml
· Graal 
· Pistilo
· Algodão
· Pipeta Pasteur
· Béquer de 100ml 
· Funil de vidro
· Balança
· Suporte universal
· Garras
3.3 Métodos
1ª Etapa - Extração do espinafre
Pesou-se 15g de folhas de espinafre, rasgou-se em pedaços menores e reservou-se em um grau. 
Em paralelo, pesou-se 5g de sal Sulfato de sódio e 2g de areia e reservou-se.
Preparou uma solução extratora de 8:2 partes de Acetona P.A e N-hexano.
Acrescentou-se o sal sulfato de sódio, areia e a solução extratora ao grau com as folhas de espinafre e macerou-se no grau com auxílio do pistilo.
2ª Etapa - Preparação da coluna (figura 1)
Introduziu-se um pequeno chumaço de algodão e pressionou-se com um bastão de vidro (com o objetivo de formar um filtro) dentro da bureta.
Em um béquer de 50 ml adicionou-se 10ml de N-hexano, em seguida adicionou-se ao béquer uma espátula de sílica gel (não quantitativo), misturou-se até obter uma mistura turva e parcialmente heterogênea. Transferiu-se o conteúdo do béquer para a bureta com auxílio de bastão de vidro e funil. Evitou-se compactação excessiva dos sais em suspensão e a formação de bolhas. Deixou-se ao final da transferência da mistura um excesso de solvente na parte superior da coluna de sílica formada na bureta.
3ª Etapa - Aplicação da amostra
Com auxílio de uma pipeta Pasteur, transferiu-se a mistura com o espinafre para a bureta.
Abriu-se a torneira da bureta e recolheu-se gradativamente a fase móvel em um béquer.
 
Figura 1 - Esquema de montagem da coluna. Disponível em: https://www.profpc.com.br/Experimentos%20de%20Qu%C3%ADmica/Titula%C3%A7%C3%A3o_vinagre.htm. Acessado em: 19/03/21
	
4. Resultados e discussão
1ª Etapa - Extração do espinafre
O extrato das folhas de espinafre (figura 2) pôde ser obtido através da maceração com areia, sulfato de sódio e a solução extratora de acetona (figura 3) e N-hexano (figura 4).
Houve separação de 2 fases: Uma líquida esverdeada, resultado da clorofila e betacarotenos começando a ser diluídos na solução extratora, devido a afinidade molecular desses pigmentos de moléculas polares com a solução extratora que também é polarizada devido a grande proporção de acetona.
E a segunda fase sólida, por conta dos resíduos das folhas de espinafre que não se diluíram na solução extratora, macerados fisicamente pelos grãos da areia, e resultado da desidratação com o sulfato de sódio.
Figura 2 - Espinafre após maceração com areia, sulfato de sódio e a solução extratora de acetona e N-hexano. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=J8lT9GGGkhY&t=207s (2:31). Acessado em 28/03/21
Figura 3 - Molécula de acetona. Disponível em: http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2013/04/acetona.jpg. Acessado em 28/03/21
Figura 4 - Molécula de N-hexano. Disponível em: https://previews.123rf.com/images/molekuul/molekuul1712/molekuul171200594/91935060-mol%C3%A9cula-de-hexano-x28-n-hexano-x29-alcano-f%C3%B3rmula-esquel%C3%A9tica-.jpg. Acessado em: 28/03/21
Figura 5 - Molécula de Betacaroteno. Disponível em: https://pt-static.z-dn.net/files/d1c/fe01bb5d31a37c07469b06bedb37516f.png. Acessado em 28/03/21
Figura 6 - Molécula de clorofila. Disponível em: https://static.todamateria.com.br/upload/55/84/5584293c135ad-clorofila-large.jpg. Acessado em 28/03/21
2ª Etapa - Preparação da coluna
Figura 7 - Preparação da solução de sílica e N-hexano. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=J8lT9GGGkhY&t=207s (3:14). Acessado em 28/03/21
Foi inserido algodão inicialmente na bureta para prevenir o aparecimento de fissuras na superfície da coluna adsorvente que será colocada posteriormente.
Após vertermos a solução de sílica na bureta, obtivemos uma coluna de líquido que agirá como fase estacionária.
Foi necessário deixar na parte superior um excesso de solvente (incolor) para que a sílica (esbranquiçada) não resseque e comprometa a eficiência da coluna.
Figura 8 - Preparação da coluna. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=J8lT9GGGkhY&t=207s (3:36). Acessado em 28/03/21.
 3ª Etapa - Aplicação da amostra
A medida que o eluente passa pela coluna de sílica, os componentes químicos dos pigmentos da amostra de espinafre são arrastados com ele, de modo que a substância que possui maior afinidade com o eluente é deslocada com uma velocidade maior ao longo da coluna. 
Portanto, após algum tempo da aplicação da amostra, seguida da abertura da torneira da bureta para eluição da fase móvel, pôde-se visualizar duas áreas de coloração distintas. 
Figura 9 - Separação dos pigmentos. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=J8lT9GGGkhY&t=207s (5:06). Acessado em 28/03/21.
Uma fase amarelada, característica do betacaroteno, na parte inferior, pois foi arrastado pela fase móvel, devido a natureza predominantemente apolar. 
Os carotenoides, assim como o betacaroteno, possuem cadeia carbônica linga e com alto grau de insaturação (figura 10).
Figura 10 - Molécula de Betacaroteno. Disponível em: https://pt-static.z-dn.net/files/d1c/fe01bb5d31a37c07469b06bedb37516f.png. Acessado em 28/03/21
E outra fase esverdeada, característica das clorofila a e b que ficaram retidas no início da coluna pois interagiram bem com a fase estacionária de sílica. 
As clorofilas possuem uma porfirina contendo um átomo de magnésio em seu centro (figura 11), o que faz com que ela apresente interação mais forte com a fase estacionária de sílica (FONSECA; GONÇALVES, 2004).
 
Figura 11 - Moléculas de clorofila a e b. Disponível em: https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/01/clorofila-a-b.jpg. Acessado em 28/03/21
Os compostos separados podem ser coletados em recipientes abaixo da coluna. Abrindo-se a torneira e ajustando o fluxo adequado de eluição. 
5. Conclusão
Conclui-se que a utilização da cromatografia em coluna foi eficiente. A escolha das fases, tanto estacionária, quanto a fase móvel, bem como sua proporção, foram adequadas pois promoveram total separação dos pigmentos. 
7. Referências bibliográficas e eletrônicas
· MOURA, Thais. Cromatografia em coluna. Youtube, 2018. Disponível em: https://youtu.be/J8lT9GGGkhY. Acessado em: 28/03/21.
· CAMPOS, Reinaldo. Extração de pigmentos do espinafre e separação em coluna de açucar comercial. PUC-Rio, 2004. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc20/v20a10.pdf. Acessado em: 28/03/21.
· ROCHA, J. A.; ROYO, V. de A. Separação de clorofilas e carotenoides como ferramenta para o ensino de cromatografia preparativa. UFAM, 2015. Disponível em: https://periodicos.ufam.edu.br/index.php/resbam/article/download/6777/6184/.Acessado em: 28/03/21.