LABORATORIO DE QUÍMICA INGENIERÍA FORESTAL-RÉGIMEN ANUAL. Prof. Fidel Muñoz Pinto Laboratorio de Polímeros Departamento de Química 2016

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Elvira Guzmán Coronel
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LABORATORIO DE QUÍMICA INGENIERÍA FORESTAL-RÉGIMEN ANUAL PRÁCTICA Nº 7 CROMATOGRAFÍA EN PAPEL Y CAPA FINA Prof. Fidel Muñoz Pinto Laboratorio de Polímeros Departamento de Química 2016 Marco teórico.

1 LABORATORIO DE QUÍMICA INGENIERÍA FORESTAL-RÉGIMEN ANUAL PRÁCTICA Nº 7 CROMATOGRAFÍA EN PAPEL Y CAPA FINA Prof. Fidel Muñoz Pinto Laboratorio de Polímeros Departamento de Química 2016 Marco teórico. Las técnicas cromatográficas de separación, identificación y purificación de especies químicas están hoy en día ampliamente extendidas en los laboratorios de control y análisis, así como en los de investigación, en casi todos los campos de química y actividades relacionadas con ella. La cromatografía líquida es la más antigua y potente forma de cromatografía. El botánico ruso Michael S. Tswett ( ) fue su descubridor, en 1903, cuando al gotear una mezcla de pigmentos vegetales coloreados, como las clorofilas y las xantofilas, a través de una columna de vidrio que contenía carbonato de calcio finamente dividido, observó que se producía una separación de la mezcla inicial. La cromatografía es una técnica que puede definirse como la separación de dos o más componentes de una mezcla por distribución entre dos fases que son inmiscibles. Tipos de cromatografía La cromatografía se divide actualmente en tres grandes ramas: la gaseosa, la líquida y la supercrítica, que a su vez se subdividen, dependiendo de la naturaleza de la fase estacionaria y del mecanismo de separación, figura 1 Figura 1.- Esquema de tipos de cromatografía. Cromatografía en papel En todo proceso cromatográfico la fase móvil es la que provoca un movimiento de las distintas especies para que abandonen el medio soporte (papel), y la fase estacionaria la que 1

2 suministra el efecto retardador, selectivo para cada componente, que condiciona que cada uno de ellos se desplace con distinta velocidad. La movilidad de los componentes de la mezcla a separar depende de la afinidad química o propiedades similares entre estos componentes y cada una de las fases del sistema cromatográfico. Si uno de los componentes de la mezcla presenta propiedades químicas muy similares a la fase móvil tendrá gran movilidad, es decir, el efecto de retención que provocaría la fase estacionaria sería nulo. Lo contrario sucedería con un componente de la mezcla que tenga una gran afinidad con la fase estacionaria. Por lo tanto, la técnica se basa en la velocidad de desplazamiento diferencial de los solutos al ser arrastrados por una fase móvil sobre una estacionaria. Esta diferencia será la que nos permita identificar cuantos componentes tiene una disolución y cómo separarlos. La cromatografía en papel se utiliza para la separación de cantidades mínimas de soluto y también como un criterio de pureza. Se basa en la diferente velocidad con que se mueve cada uno de los solutos a través de una fase estacionaria que es el agua retenida sobre un soporte sólido e inerte (celulosa), arrastrado por un disolvente en movimiento. Una vez realizada la cromatografía, la posición de los componentes se determina mediante una técnica que permita visualizarlos. Es común revelar el cromatograma mediante reacciones que originen productos coloreados, como la ninhidrina, para identificar a los aminoácidos. El fundamento del revelado con ninhidrina es el siguiente: La ninhidrina reacciona con aminoácidos que tengan el grupo amino libre, dando lugar a la formación de amoníaco y anhídrido carbónico, con reducción de la ninhidrina a hidrindantina. La hidrindantina reacciona a su vez con amoníaco y otra molécula de ninhidrina para dar un compuesto de adición doble que presenta una coloración azul-púrpura, con la excepción de la prolina que da una coloración amarillenta, debido a que su grupo amino está sustituido. Cromatografía en capa fina. La cromatografía en capa fina se basa en la preparación de una capa, uniforme, de un adsorbente mantenido sobre una placa de vidrio, aluminio u otro material inerte. La fase móvil es líquida y la fase estacionaria consiste en un sólido. La fase estacionaria será un componente polar y el eluyente será por lo general menos polar que la fase estacionaria, de forma que los componentes que se desplacen con mayor velocidad serán los menos polares. Concepto de Rf. El Rf, se define como distancia que recorre la muestra desde el punto de aplicación / distancia que recorre el disolvente. El valor de Rf depende de las condiciones en las cuales se corre la muestra (tipo de adsorbente, eluyente, así como las condiciones de la placa, temperatura, vapor de saturación, entre otros). Figura 2. 2

Figura 2.- Placa cromatográfica con la muestra inicial y después de correr la muestra Objetivos: 1.- Conocer la técnica cromatografía en papel y capa fina. 2.- Separar los pigmentos de las tinta de diferentes marcadores por cromatografía en papel y calcular su Rf.

3 Figura 2.- Placa cromatográfica con la muestra inicial y después de correr la muestra Objetivos: 1.- Conocer la técnica cromatografía en papel y capa fina. 2.- Separar los pigmentos de las tinta de diferentes marcadores por cromatografía en papel y calcular su Rf. 3.- Usar la cromatografía en papel para identificar diferentes aminoácidos. 4.- Usar la técnica de cromatografía de capa fina para separar diferentes tipos de analgésicos y calcular su Rf. Procedimiento. Cromatografía en papel Separación de los pigmentos de diferentes marcadores. 1.- A una tira de papel para cromatografía de 23 x 2,5 cm, previamente cortada en un extremo en forma de V, trácele una raya de marcador negro a 1 cm del extremo en forma de V. 2.- En un cilindro graduado de 250 ml (cámara cromatográfica) agregue 10 ml de una mezcla 4:1:5 de n-butanol, ácido acético y agua (eluyente), coloque el papel preparado en el paso1 dentro de este cilindro y tápelo con un tapón de goma, el papel debe sujetarlo con la ayuda de uno o dos clips, de manera que no toque el fondo, sólo debe hacer contacto con el eluyente. Figura Repita los pasos 1 y 2 pero en esta oportunidad va utilizar un eluyente, compuesto por la mezcla 2:1:1 de n-butanol, etanol y amoníaco. 4.- En un rectángulo de papel cromatográfico de 22 x10 cm, rtace una línea con lápiz de grafito a 1 cm del borde más largo y sobre ella coloque pequeños puntos de marcador punta 3

4 media de diferentes colores, a 1 cm se separación uno con respecto del otro; dele la forma de un cilindro y grápelo en los extremos. 5.- En un vaso de precipitados de 500 ml, coloque 10 ml de la mezcla que usted considere dio la mejor resolución en los pasos 2 ó 3, coloque dentro de él el cilindro de papel cromatográfico preparado en el paso 4, tápelo con papel aluminio y deje que corra el cromatogarma. Figura 4. Identificación de diferentes aminoácidos. 1.- En un rectángulo de papel cromatográfico de 22 x10 cm, trace una línea con lápiz de grafito a 1 cm del borde más largo y sobre ella coloque pequeñas gotas con un tubito capilar de cada uno de los aminoácidos que se le entregarán el día de la práctica (Lisina, ácido aspártico, metionína, leucina, y la mezcla de todos ellos), a 1 cm se separación uno con respecto del otro; dele la forma de un cilindro y grápelo en los extremos. En este paso manipule el papel cromatográfico con mucho cuidado, debe manipularlo con guantes, para que sus huellas no aparezcan al momento de revelar el cromatograma. 5.- En un vaso de precipitados de 500 ml, coloque 10 ml de la mezcla 4:1:5 de n-butanol, ácido acético y agua (eluyente), coloque dentro de él el cilindro de papel cromatográfico preparado en el paso 1, tápelo con papel aluminio y deje que corra el cromatogarma, de una manera similar al mostrado en la figuara 4. Una vez concluida la cromatografía revele ésta aplicando en forma de aerosol la solución de ninhidrina, luego métala en la estufa a120 C por 10 minutos, concluido este tiempo marque el borde de las manchas de los aminoácidos y determine su Rf. Cromatografía de capa fina 1.- Se usarán 5 placas para cromatografía de capa fina, active 4 de ellas en una estufa a 120ºC por 1 hora, luego trace suavemente con lápiz de grafito a 6 mm del borde una línea, sobre ella va a colocar las microgotas de analgésicos a 5 mm de distancia una con respecto a la otra. Las placas serán preparadas de la siguiente manera: Todas las placas incluyendo la sin activar se les va aplicar con un tubito capilar una gota de 1.- Ácido acetilsalicílico Patrón A, 2.- Aspirina, 3.- Acetominofén Patrón B, 4.- Dol, 5.- Cafeína Patrón C, 6.- Adolen. 2.- Las placas se correrán en cámaras de desarrollo (frascos de compota) con los siguientes eluyentes. Figura 5. Placa 1.- Hexano Placa 2.- Acetato de etilo Placa 3.- Metanol Placa 4.- Mezcla 7:3:1,2 de acetato de etilo, hexano y ácido acético. 3.- Para la placa sin activar, utilice el eluyente que mostró el mejor resultado en los cromatogramas anteriores. 4

5 4.- Para revelar las placas, se prepara un frasco de compota con un gramo de cristales de yodo, (cámara de revelado). Figura 6 Nota: Todos los frascos de compota usados en las cámaras de desarrollo y de revelado deben permanecer tapados con papel de aluminio, durante cada experimento. 5

6 Nota: Determine los Rf para los cromatogramas que usted considere, tuvieron la mejor resolución. Preguntas 1.- Explique detalladamente la diferencia entre cromatografía en papel y capa fina. 2.- Una muestra de pigmentos de hojas de espinaca es separada por cromatografía en papel. Calcular los valores de Rf de cada pigmento, de acuerdo a la siguiente tabla. Colorantes Distancia recorrida (mm) ß-caroteno 71,3 Xantofila 70,2 Clorofila a 65,9 Clorofila b 64,7 Distancia recorrida por el eluyente: 85,0 mm 3.- Mencione los tipos de cromatografía instrumentales y explique su funcionamiento. 6

7 Bibliografía 1.- Louis F. Fieser Experimentos de Química Orgánica, Editorial Reverté, México, (1967). 2.-Brewster R. Q. y Vander Werf C. A., Curso Práctico de Química Orgánica, 2 da. ed. Editorial Alhambra, España, (1970). 3.- Hugo Martínez Paz, Guía Laboratorio de Química Orgánica I, Universidad de Los Andes, Facultad de Ciencias, Mérida-Venezuela, (1990) (27/01/2014) 7

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I. OBJETIVOS PRACTICA VIII CROMATOGRAFIA EN CAPA FINA a) Conocer la técnica de cromatografía en capa fina, c.c.f., sus características y los factores que en ella intervienen. b) Calcular valores de r.f.