Universidad Nacional De Colombia Facultad De Ingeniería Departamento De Ingeniería Química Laboratorio de Principios de Química Orgánica Informe Práctica VI – Cromatografía en Columna Daniel Torres Domínguez – damtorresdo@unal.edu.co Geraldine Reina Sánchez – greinas@unal.edu.co Marzo 2 de 2015 1. PROCEDIMIENTO Llenar con suspensión de silica gel y tolueno la buretra, evitando dejar espacios vacios. Realizar montaje de la buretra para iniciar el procedimiento. Poner un algodón en el fondo Cerrar la bureta y recolectar el tolueno sobrante SI ¿El nivel de tolueno está a aprox. 0,5 cm de la silicagel? Añadir un algodón encima de la muestra puesta, procurando no tocarla Añadir 2 gotas de la muestra encima del tolueno ¿Se recogió toda la muestra arrastrada? NO Llenar la columna con la fase móvil escogida (Tolueno) aprox. 10cm de altura NO Abrir la bureta y dejar que el tolueno baje a lo largo de la buretra. Añadir más de la fase móvil, encima del algodón puesto Recoger los componentes de la muestra arrastrada en diferentes recipientes (diferenciados por su color) Abrir la bureta para que el tolueno salga y arrastre la muestra Realizar la cromatografía en Comparar con los datos obtenidos anteriormente para la comprobación de la identidad de la muestra SI Concentrar los componentes obtenidos, evaporando el tolueno del recipiente capa fina a los componentes obtenidos 2. MONTAJE REALIZADO Imagen 1. Montaje y pasos realizados en el procedimiento A B C D Imagen 2. A. Columna inicial B. Inicio de la cromatografía C. Separación Inicial D. Separación segunda muestra. Imagen 3. Cromatografía en capa fina. 3. RESULTADOS M1 Distancia recorrida (cm) 0 M2 Distancia recorrida (cm) 2.9 P2 3.1 P2 2.8 P4 3.2 P4 2.7 Eluyente 5.0 Eluyente 4.9 Sustancia Tabla 1. Datos para la placa # 1 P4 P2 M2 Sustancia Tabla 3. Datos para la placa # 2 P4 P2 M1 Imagen 4. Resultados de la cromatografía en capa fina 4. ANALISIS Durante la práctica de laboratorio se trabajó con la muestra número uno, la cual según experimentación realizada únicamente atreves de cromatografía de capa fina, contenía PNitro-Fenol y también Sudan Amarillo. Partiendo de este hecho, se realizó la cromatografía en columna usando como eluyente el tolueno para separar esta muestra coloreada. Esta se separó inicialmente pasando de un color rojo a uno naranja y finalmente a otro rojo. Imagen5. Vista del la buretra con zonas de solica gel secas. Uno de los inconvenientes presentados durante la práctica, el cual puedo ser causal de posibles errores, fue la cristalización del silica gel, algo que notamos en la imagen anterior. Se atribuye a este fenómeno el hecho de separaciones poco notorias de nuestra muestra de estudio, ya que al pasar por aquel punto, la muestra rodeaba este espacio y no se separaba. PATRONES P1 ROJO DE METILO Permite determinar la formación de ácidos que se producen durante la fermentación de un carbohidrato. El rojo de metilo se prepara con 0,1 g de este reactivo en 1500 ml de metanol P2 p - NITROFENOL p Nitro fenol forma cristales en dos formas, polimórfica. Forma α es incoloro, resistente a la luz, pero inestable a temperatura ambiente. Y la forma β es de color amarillo y estable en la oscuridad, bajo la influencia de la luz del color rojo se convierte gradualmente en p-Nitro fenol moderadamente soluble en agua. TOLUENO El tolueno es apolar y sin carga, es un hidrocarburo aromático a partir de la cual se obtienen derivados del benceno, el ácido benzoico, el fenol, la caprolactama, la sacarina, el diisocianato de tolueno (TDI). Químicamente se genera en el ciclo de hidrogenación del nheptano en presencia de catalizadores y pasando por el metilheptano. Tabla 3. Posibles sustancias en la muestra y eluyente (tolueno) Ya habiendo separado las sustancias de la mezcla, se procede a realizar de nuevo cromatografía en capa fina para corroborar los resultados de las sustancias obtenidas. Cabe aclarar que como la toma de las sustancias se hacía en presencia de mucho eluyente, la muestra fue llevada a la plancha de calentamiento donde se concentró la muestra coloreada. Ahora vemos los resultados de la cromatografía en capa fina, que está organizada de la siguiente manera: en cada placa se pone la sustancia obtenida de color rojo (C1) seguida la sustancia obtenida de color amarillo (C2) y en las placa 1 se pone el P-Nitro-Fenol (P1) y en la placa 2 el Sudan III (P2). Los resultados se muestran a continuación: Siembra – eluyente: 5.0 cm P4 P2 M1 Distancia (cm) 3.1 3.2 0.0 Rf 0.62 0.64 0.0 Siembra – eluyente: 4.9 cm P4 P2 M2 Distancia (cm) 2.7 2.8 2.9 Rf 0.55 0.57 0.59 Tabla 4. Resultados de la cromatografía en capa fina con los cálculos correspondientes Como primera medida vemos que los resultados de la C1 y la C2 en ambas placas fue muy similar, en la placa 2 podemos ver que la C1 concuerda muy buen con el P2 es decir de aquí se podría deducir que la C1 es Sudan III, ahora viendo que podría concordar con el P1, es decir P-Nitro-Fenol, ninguno concuerda ya que este patrón arrojo 2 manchas de distinto color y con distinto Rf, de ahí se puede deducir que el patrón estaba contaminado. Por tal motivo no se pudo corroborar completamente la presencia de P-Nitro-Fenol en la C2, a pesar de que en la cromatografía en columna, este se viera del color característico de esta sustancia. 5. CONCLUSIONES Se logró separar satisfactoriamente mediante cromatografía en columna las 2 sustancias presentes en la muestra número 1 Se identificó la sustancia de color rojo separada como sudan III La sustancia de color amarillo separada no se logró identificar debido a problemas en las sustancias patrones La cromatografía en columna es una muy buena técnica para la separación de muestras coloreadas. 6. CUESTIONARIO 1. Un colorante desconocido se piensa que puede ser azul de metileno, ¿Cómo se podría comprobar esta suposición utilizando un procedimiento basado en una técnica cromatográfica? Se puede lograr una identificación de azul de metileno por cromatografía en capa fina, se hace una mezcla con otro colorante, posiblemente naranja de metilo y luego se requiere de una disolución que se utilizara como patrón o referencia que contiene solo azul de metileno, y otro patrón que contiene solo naranja de metilo, la elución se puede realizar usando etanol. Se siembra la muestra y así mismo los patrones, se mide la distancia recorrida, y si la distancia del patrón azul de metileno, es igual a la distancia de uno de los componentes de la mezcla, que no es el naranja de metilo, entonces comprobamos la existencia del azul de metileno. 2. ¿Que debe usarse para encontrar el eluyente adecuado para una sustancia en una cromatografía en columna? Se detecta de acuerdo a la polaridad de la muestra, se determina la polaridad del eluyente y determinar las demás faces que rodean la columna para evitar que la muestra no se desplace más de lo necesario 3. La recuperación cuantitativa del producto principal de la práctica, sería más completa si se recogieran fracciones mayores o menores de 8 ml ¿Por qué? Mayor a 8 ml, para que la mayor parte de la muestra pase por la columna y así se junten las fases para realizar la destilación y obtener una mayor cantidad de la muestra final para obtener un mejor resultado. 4. Indique algunas de las aplicaciones de la cromatografía de adsorción en columna y en capa fina La Cromatografía en Columna se usa sólo con fines preparativos, siendo el método más general para la separación y purificación de compuestos orgánicos, tanto sólidos como líquidos. La Cromatografía en capa fina se usa para Monitorización de una reacción, poniendo un punto en el cromatograma cada cierto tiempo. Identificación de un compuesto, comparando el Rf del compuesto a investigar con el del compuesto conocido. Comprobación de la pureza del compuesto, comparando la muestra con el producto puro. Elección del disolvente adecuado para cromatografía preparativa. Análisis de fracciones recogidas en una cromatografía en columna. 5. Escriba una lista de eluyentes utilizados en cromatografía en columna en orden de polaridad decreciente 1. Ácido acético 2. Agua 3. Diclorometano 8. Piridina 9. Tetracloruro de carbono 10. Acetato de etilo 11. Ciclo hexano 4. Metanol 12. Éter di etílico 5. Cloroformo 13. Éter de petróleo 6. Etanol 7. Benceno 6. ¿Cuál es la diferencia entre la cromatografía en capa fina y la cromatografía en papel? La diferencia es el soporte donde se hace la separación cromatográfica. La de papel, como su nombre indica es un papel, donde ponemos el forma líquida los compuestos que queremos separar y luego lo metemos en una cámara de vidrio, con una atmósfera de un disolvente o mezcla de ellos que, una vez acabado el desarrollo (el líquido sube por el papel separando los compuestos). En la de capa fina, el soporte es una placa de vidrio o alumínico con una fina capa de producto sólido adherido a la misma. El proceso es el mismo que el papel, pero aplicamos un producto para crear la capa, el más común es la sílice. El proceso de cromatografía en capa fina es similar a la cromatografía de papel con la ventaja de que se desarrolla más rápidamente, proporciona mejores separaciones y se puede elegir entre diferentes adsorbentes. 7. Indique la toxicidad de las sustancias que utilizo y como se podrían desechar TOLUENO La toxicología de este producto es similar a la del benceno, sin embargo el tolueno no genera los trastornos crónicos a la sangre que se han presentado con el uso del primero. Su toxicidad es moderada. Su principal metabolito es el ácido benzoico, el cual se conjuga con la glicina en el hígado y se excreta por medio de la orina como ácido hipúrico. El seguimiento de este último producto, sirve para determinar niveles de exposición de trabajadores. El abuso de este producto provoca daño al hígado, pulmones y disfunción cerebral Inhalación: Exposiciones a niveles mayores de 100 ppm provocan pérdida de coordinación por lo que aumenta la probabilidad de accidentes. Los efectos tóxicos del tolueno son potencializados por la ingestión de drogas que interfieren con la actividad enzimática cromosomal, por ejemplo el diazepam. Si las exposiciones son a niveles mayores de 500 ppm, los efectos son narcosis, náusea, dolor de cabeza, adormecimiento y confusión mental. Estos efectos se potencializan con la presencia de otros disolventes, especialmente con el benceno, el cual se encuentra en el tolueno como impureza. Contacto con ojos: Causa irritación y quemaduras de cuidado si no se atiende a la víctima inmediatamente. Contacto con la piel: Causa irritación, resequedad y dermatitis. En algunas personas puede generar Sensibilización de la zona afectada. Es absorbido a través de este medio. Ingestión: Causa náusea, vómito y pérdida de la conciencia. Mutagenicidad: Se tienen evidencias de ruptura e intercambio de cromátidas con este producto químico. PARA NITRO- FENOL: TOXICIDAD AGUDA Observaciones: conducta: somnolencia (depresión general de la actividad) Conducta: convulsiones o efectos en el umbral de colapso. Pulmones, Tórax o respiración: disnea. Inhalación Sensación de quemazón, tos, vértigo, debilidad. Ojos Enrojecimiento, dolor. Explosión Las partículas finamente dispersas forman mezclas explosivas en el aire PELIGROS QUIMICOS Puede explotar por calentamiento intenso. La sustancia se descompone al calentarla intensamente o al arder, produciendo humos tóxicos, incluyendo óxidos de nitrógeno, causando peligro de incendio y explosión. La sustancia es un oxidante fuerte y reacciona violentamente con materiales combustibles y reductores. Las mezclas con hidróxido de potasio son explosivas. Consideraciones relativas a la eliminación de desechos Producto: ofertar el sobrante y las soluciones no-aprovechables a una compañía de vertidos acreditada. Para la eliminación de este producto, dirigirse a un servicio profesional autorizado. Disolver o mezclar el producto con un solvente combustible y quemarlo en un incinerador apto para productos químicos provisto de postquemador y lavador. 7. BIBLIOGRAFÍA
