UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA) FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA BÁSICA Y APLICADA EAP. INGENIERÍA INDUSTRIAL [Cromatografía de compuestos orgánicos] Curso: Química Orgánica Profesor: Mg. César Canales Martinez Estudiante: Diego Fernando Alexander Espinoza Sánchez Código: 14170110 Facultad: Ing. Industrial Escuela: Ing. Industrial Semestre: 2014-II Horario: Miércoles 6:00 a 8:00 p.m. Fecha de entrega: 1 octubre 2014. LIMA – PERÚ 2014 1 de octubre de 2014 [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] 1. OJETIVOS: Conocer las técnicas de cromatografía y su importancia Comprender y utilizar la cromatografía en capa fina Comparar y analizar el resultado de la práctica anterior. 2. INTRODUCCIÓN: C 3. GENERALIDADES: La cromatografía es un procedimiento físico-químico que consiste en separar los componentes o sustancias integrantes de una mezcla en movimiento por medio de reparto o adsorción sobre una superficie estacionaria o inmóvil. Es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. La razón por la que es posible conseguir separaciones difíciles de lograr por otros métodos estriba en que diferencias sutiles en el coeficiente de partición de los compuestos da como resultado una retención diferencial sobre la fase estacionaria y, por tanto, una separación efectiva en función de los tiempos de retención de cada componente de la mezcla. Se pueden establecer dos mecanismos: 1. Reparto o participación: Es la distribución de una sustancia o mezcla de sustancias entre la fase móvil y la fase estacionaria soportada sobre un sólido adecuado. 2. Adsorción: Fenómeno de superficie que consiste en el aumento de concentración de una sustancia en la superficie que consiste en el aumento de la concentración de una sustancia en la superficie del sólido. El proceso inverso, es decir la separación de las moléculas adsorbidas en la superficie del sólido, se llama desorción. Además la cromatografía puede cumplir dos funciones básicas: Separar los componentes de la mezcla, para obtenerlos más puros y que puedan ser usados posteriormente, en etapa final de muchas síntesis. Medir la proporción de los componentes de la mezcla (finalidad analítica). En este caso, las cantidades de material empleadas son pequeñas. Práctica N° 4 | Laboratorio de Química Orgánica Pag. 2 1 de octubre de 2014 [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] La cromatografía es importante porque una vez separada la muestra en sus componentes cromatográficamente, cada uno de ellos puede ser caracterizado e identificado. También es posible determinar la cantidad de cada componente en la muestra, lo que hace que la cromatografía sea una herramienta analítica tanto cualitativa como cuantitativamente. Existen diferentes tipos de cromatografía, según la posición que adopte la fase estacionaria, y se pueden dividir en: Cromatografía plana: Es en donde la fase estacionaria se sitúa sobre una placa plana o un papel. A su vez existen dos tipos de cromatografía plana: Cromatografía en papel Cromatografía en capa fina Cromatografía en columna: Es aquella en donde la fase estacionaria se sitúa dentro de una columna. Además, según el tipo de fluido empleado como fase móvil se puede subdividir en: Cromatografía de líquidos Cromatografía de gases Cromatografía de fluidos supercríticos1 Nosotros utilizaremos la cromatografía plana, específicamente la cromatografía en capa fina. Existen términos importantes en cromatografía que deben ser tomados en cuenta, como por ejemplo: Fase móvil (eluyente): Lo constituyen los solventes, que son sustancias fluidas de diferente polaridad, ejemplo: metanol, cloroformo, etanol, etc. La polaridad de la fase móvil está relacionada con su capacidad de elución o desorción. Los solventes deben tener elevado grado de pureza. Fase estacionaria o soporte (adsorbente): Lo constituyen las sustancias adsorbentes que generalmente se depositan sobre la placa de vidrio o columna de vidrio, para nuestro caso: gel de sílice o silical gel. Revelador: Si todos los compuestos son coloreados, bastará la inspección ocular para distinguir las manchas, pero en la mayoría de los casos los compuestos son incoloros y, por ello, invisibles en el cromatograma, siendo necesario utilizar métodos físicos (como la luz Un fluido súper crítico es aquel que se encuentra en condiciones de presión y temperatura superiores a su punto crítico, es decir que se comporta como líquido (en cuanto a capacidad de disolver sustancias) y como un gas en cuanto a efusión. 1 Práctica N° 4 | Laboratorio de Química Orgánica Pag. 3 1 de octubre de 2014 [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] ultra violeta) o químicos (como rociar Cl3Fe en nuestro caso) u otros reactivos especiales que permitan hacerlos visibles. Relación de flujo (Rf): Es una constante física característica de cada compuesto, siempre que se efectúe la determinación en las mismas condiciones. Es la relación que existe entre la distancia alcanzada por la muestra problema (frente de soluto) y la distancia recorrida por el solvente (frente de solvente). 𝑹𝒇 = 𝑫𝒊𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒓𝒆𝒄𝒐𝒓𝒓𝒊𝒅𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒍𝒂 𝒔𝒖𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝑫𝒊𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒓𝒆𝒄𝒐𝒓𝒓𝒊𝒅𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒆𝒍 𝒔𝒐𝒍𝒗𝒆𝒏𝒕𝒆 Frente de soluto: Distancia recorrida por la muestra problema en una cromatografía. Frente de solvente: Distancia recorrida por la fase móvil en una cromatografía. 4. MATERIALES: Capilares Producto obtenido en la práctica anterior Práctica N° 4 | Laboratorio de Química Orgánica Pag. 4 1 de octubre de 2014 [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] Mechero Cromatoplaca Cuba Tubo con pico 5. SUSTANCIAS: Práctica N° 4 | Laboratorio de Química Orgánica Pag. 5 1 de octubre de 2014 [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] Alcohol 96° Benceno Acetato de etilo Cl3Fe Ácido acetil salicílico 6. PROCEDIMIENTO: Se comenzó calentando el tubo de capilar en el mechero para obtener dos de la mitad de tamaño Después echando unas gotas de alcohol al producto del experimento anterior (cristales) para disolverlos Práctica N° 4 | Laboratorio de Química Orgánica Pag. 6 1 de octubre de 2014 [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] Seguidamente utilizamos uno de los capilares para sembrar 5 veces la muestra estándar de ácido acetil salicílico en el cromatofolio (cromatoplaca), teniendo el cuidado de que sea en el mismo punto (a unos 0.5 cm del borde) y de dejarla secar cada vez Repetimos lo mismo pero con nuestro producto de la clase anterior y sembramos 10 veces en otro punto a igual distancia del borde Luego introducimos el cromatofolio en la cuba, a la cual se le echó una solución de benceno con acetato de etilo en una proporción de 2 a 1 Dejamos que la solución suba por la cromatoplaca sin llegar a tocar el borde para inmediatamente retirar el cromatofolio Práctica N° 4 | Laboratorio de Química Orgánica Pag. 7 1 de octubre de 2014 [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] Dejamos secar la cromatoplaca a temperatura ambiente y luego pasamos a revelarla Para revelarla le echamos Cl3Fe mediante un soplido Al instante notamos los resultados de todo el proceso, evidenciándose en colores. 7. RESULTADOS: Práctica N° 4 | Laboratorio de Química Orgánica Pag. 8 1 de octubre de 2014 [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] En la cromatografía del ácido acetil salicílico: 1. ¿Qué precauciones debió tener en cuenta durante el desarrollo del cromatograma? Ubicar correctamente los puntos donde se va a sembrar, 0.5 cm de ancho y 1 cm de alto Dejar un pequeño intervalo entre siembra y siembra para dejarla secar Cuidarse de que la solución en la cuba no llegue a tocar los puntos de siembra Retirar el cromatofolio antes de que la fase móvil alcance la altura máxima. 2. ¿Qué debe tener en cuenta para que la muestra pueda ser aplicada en la cromatografía? Que la fuerza con la que la fase estacionaria adsorbe la muestra debe ser mayor que la fuerza con la que la atrae la fase móvil. Esto, evidentemente depende de la polaridad de la muestra, de la actividad del adsorbente y de la polaridad de la fase móvil. 3. ¿Qué precauciones se deben tener en cuenta en el revelado del cromatograma? Colocarse a una distancia prudencial de la placa cromatográfica Tratar de no absorber el tricloruro de hierro Manejar con cuidado el tubo con el que se está echando el revelador Apuntar con precisión al cromatofolio para no esparcir ni desperdiciar el Cl3Fe. 4. El Rf de la muestra cromatográfica en capa fina es: Muestra estándar: Muestra problema: Podemos decir en conclusión que: Práctica N° 4 | Laboratorio de Química Orgánica Pag. 9 1 de octubre de 2014 [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] 8. DISCUSIÓN DE RESULTADOS: Debido a que el resultado de la práctica anterior no fue satisfactorio es evidente que no se haya logrado una proporción igual de Rf entre nuestra muestra y la estándar. 9. RECOMENDACIONES: Asegurarse de que el resultado de la experiencia anterior sea óptimo para obtener una buen Rf al comparar la muestra problema con la estándar Manejar con cuidado el mechero ya que se corre el riesgo de sufrir una quemadura Ubicar correctamente los puntos donde se va a sembrar, 0.5 cm de ancho y 1 cm de alto Dejar un pequeño intervalo entre siembra y siembra para dejarla secar Cuidarse de que la solución en la cuba no llegue a tocar los puntos de siembra Retirar el cromatofolio antes de que la fase móvil alcance la altura máxima. Colocarse a una distancia prudencial de la placa cromatográfica Tratar de no absorber el tricloruro de hierro Manejar con cuidado el tubo con el que se está echando el revelador Apuntar con precisión al cromatofolio para no esparcir ni desperdiciar el Cl3Fe. 10.CONCLUSIONES: Al finalizar la experiencia llegamos a las siguientes conclusiones: Conocimos las técnicas cromatográficas y la importancia de éstas para el análisis de los compuestos orgánicos. Evidenciado en los resultados obtenidos en la experiencia. Utilizamos y comprendimos el método cromatográfico en capa fina. Evidenciado en la descripción de la experiencia. Comparamos y analizamos el resultado de la práctica anterior. Esto se consiguió al comparar la Rf de la muestra problema con la estándar. 11.BIBLIOGRAFÍA: 1. McMurry J. Química Orgánica. 7a ed. México: Cengage Learning; 2008. Práctica N° 4 | Laboratorio de Química Orgánica Pag. 10 1 de octubre de 2014 [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] 2. Carey F. Química Orgánica. 6a ed. México: McGraw-Hill; 2006. 3. Yurkanis P. Fundamentos de Química Orgánica. México: Pearson Educación; 2007. 4. Wade L. Química Orgánica. Vol 1. 7a ed. México: Pearson Educación; 2011. 5. Universidad Complutense de Madrid [Página principal en Internet]. Madrid: Universidad Complutense de Madrid; c2010 [actualizada 5 noviembre 2010; acceso 27 setiembre 2014]. Disponible en: https://www.ucm.es/. Práctica N° 4 | Laboratorio de Química Orgánica Pag. 11