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pamanahong papel
Papel MilimetradoDescrição completa
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Posisyong papel.Full description
Doctor Papel, nueva ediciónDescripción completa
OPERACIONES UNITARIAS II
CROMATOGRAFÍA CROMATOGRAFÍA EN PAPEL PAPEL INTRODUCCIÓN La cromatografía en papel es un proceso muy utilizado en los laboratorios para realizar análisis cualitativos ya que pese a no ser una técnica potente no requiere de ningún tipo de equipamiento. La fase estacionaria está constituida simplemente por una tira de papel de filtro. La muestra se deposita en un extremo colocando pequeñas pequeñas gotas de la disolución y evaporando el disolvente. Luego el disolvente empleado como fase móvil se ace ascender por capilaridad. La separación se realiza en función de la afinidad de los solutos con las dos fases! las más solubles en agua se quedarán cerca del punto donde se aplicó la muestra! y las menos solubles en agua y más solubles en el disolvente llegarán más le"os. Las sustancias separadas se identifican mediante diversos procedimientos procedimientos físicos o químicos. La cromatografía en papel es una técnica utilizada para análisis inorgánico cualitativo! perm permit ite e llev llevar ar a cabo cabo la sepa separa raci ción ón e iden identi tifi fica caci ción ón de ione iones! s! trab traba" a"an ando do con con cantidades mínimas de sustancia. #ertenece al tipo de $%romatografía $%romatografía de partición& se fundamenta en que las sustancias problema! pueden tener diferentes coeficientes de repar reparto to en dos dos disolv disolvent entes es de inmis inmiscib cibili ilidad dad limita limitada da!! uno perman permanece ece fi"o fi"o en la superficie del papel $fase estacionaria& generalmente en agua! la fase móvil constituida generalm generalmente ente por una mezcla de disolven disolventes tes parcial parcialmente mente miscibles miscibles en ella. ella. 'ay varios tipos de cromatografía! la ascendente (papel acia arriba)! descendente (papel invertido)! radial y de separación de zonas y sectores. *l entrar en contacto con los disolventes empieza su fase de movilidad lo que produce produce unas mancas características sobre el papel! generalmente! estas no son coloreadas y se revelan con una lámpara fluorescente! los contornos se marcan con lápiz. %omo medida en cromatografía sobre papel se emplea el +f (+etention factor)! el cual se define como el cociente de dividir el recorrido de la sustancia por el disolvente! esto es! la distancia media desde el origen asta el centro de la manca (,) dividida por la distancia que media desde el origen asta el frente del disolvente (-). n la cromatografía en papel se utiliza como fase estacionaria una o"a de papel de celulosa de elevada pureza recubierta de una capa de agua asociada a las fibras de celulosa. La fase móvil! en la que irá disuelta la muestra! se forma por disolventes cuya naturaleza se elige en función de los componentes que se pretenden separar.
OBJETIVOS
%onocer las características y aplicaciones de la cromatografía en papel. %ono %onoce cerr los los fund fundam amen ento tos s bási básico cos s de la crom cromat atog ogra rafí fía a como como técn técnic ica a instrumental de separación.
OPERACIONES UNITARIAS II
METODOLOGÍA 1) Reactivo • • • • •
*gua *lcool etílico al /01 *cetona %loroformo 'exano
!) Mate"ia#e • • • • •
#liegos de papel filtro de 2.3 x 4.5 cm 6 Lápiz '7 con punta fina 8i"eras 8intas97olígrafos de colores (:egro! *zul! ;erde y +o"o) +egla de acero de <= cm
$) M%to&o Los siguientes procedimientos fueron realizados en la práctica.
$'1' Se#ecci( &e #a *ae +(vi# ,-e .-ate) %orte con las ti"eras los pliegos requeridos de papel filtro (2.3 x 4.5 cm como dimensiones)! según la cantidad de eluyentes que vaya a utilizar. n cada pliego! trace una línea media en posición vertical con el lápiz '7. n espacios de 6 a 4 cm de separación! marque con su bolígrafo las 3 tintas (negro! azul! verde y ro"o! en ese orden). *ñada una o dos gotas del eluyente que quiera evaluar. >e"e actuar el eluyente asta que aprecie corrimiento de las tintas y seque el papel a temperatura ambiente. +ealice el procedimiento anterior con otro eluyente y un papel nuevo. #or último! compare los eluyentes a partir del corrimiento de las tintas y seleccione el me"or en base a este criterio para su utilización en el siguiente paso. ?oteo del eluyente sobre las marcas de las tintas trazadas
$'!' Se/a"aci( /o" ca/i#a"i&a& n un pliego nuevo de papel con las mismas dimensiones! realice un trazo con el lápiz '7 en forma orizontal a un centímetro de su extremo (a esta se le conoce como @rigen). >e esta manera! realice otro trazo en el extremo opuesto del origen a un centímetro del borde del papel (a este se le llama frente). >espués! marque ligeramente deba"o el origen (en dirección al borde del papel) 3 puntos separados entre =.5 a 6 cm (esto ayudará a diferenciar el origen del frente). Luego! marque con el
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bolígrafo las 3 tintas (negro! azul! verde y ro"o! en ese orden) sobre cada punto (dentro del origen). Aientras! en un vaso de precipitado (no mayor a 5= ml)! añada el eluyente que actuará como fase móvil asta una altura de =.5 cm (que no supere al origen). >espués! introduzca el papel filtro (el origen debe estar en la parte inferior) en posición diagonal y de frente para visualizar el corrimiento. 8ape el vaso de precipitado con un vidrio de relo" para evitar la evaporación del eluyente. >e"e actuar a la fase móvil por unos minutos asta que ascienda por capilaridad totalmente (debe visualizarse el corrimiento de las tintas). #or último! reco"a el papel filtro y de"e secar a temperatura ambiente. @btenga las mediciones de la distancia recorrida de las tintas y el eluyente y la ancura de las mancas para realizar los cálculos correspondientes. -i cuenta con otro eluyente! realice todo este procedimiento anterior en un nuevo papel f iltro.
RESULTADOS 0 DISCUSIONES 1'1' Se#ecci( &e #a *ae +(vi# n esta primera parte de la práctica! se realizó la selección de la fase móvil a partir de los eluyentes disponibles! siendo en este caso *gua y *lcool etílico al /01. %ada eluyente se le sometió a una prueba cromatográfica al añadirlo en un pliego de papel filtro! marcado previamente con un trazo del lápiz '7 con las 3 tintas del color :egro! *zul! +o"o y verde! en ese orden! pertenecientes a la marca de bolígrafos $7azic&! para después de"arlo correr en posición orizontal por un breve lapso de tiempo. so se realizó con el de fin de determinar cuál de los dos eluyentes generaba un menor corrimiento de las tinta. n el caso del agua! debido a su alta polaridad con respecto al alcool etílico! no se observa separación del lugar donde se mantiene adsorbido. sto se debe a que los componentes de las tintas son de naturaleza polar! aciéndolos poco o nada solubles en este eluyente y esto no genera un proceso de corrimiento sobre el papel! por tanto se descarta su utilización como fase móvil en los siguientes procedimientos. n el caso del alcool etílico al /01! tuvo una me"or respuesta! provocando una separación más notoria de las tintas con respecto al papel filtro! logrando correrse unos pocos milímetros de su posición original. l alcool etílico obedece un principio químico que dice que $seme"ante disuelve a seme"ante&! es decir al agregar este eluyente apolar! el adsorbente arrastrara los compuestos con él! de esta manera! ciertos componentes de la tinta que son polares se adsorben en la fase estacionaria en el lugar de origen! y a medida que se produce la elución! van siendo desplazados y solubilizados los componentes apolares "unto el disolvente de la fase móvil! provocando así la separación. -u concentración es crucial (/01)! debido a que entre más puro llegue a ser! favorecerá el corrimiento de muestras apolares. #or lo tanto! se utiliza este eluyente como fase móvil durante el desarrollo de la práctica.
1'!' Se/a"aci( /o" ca/i#a"i&a& *l tener seleccionado al alcool etílico al /01 como nuestra fase móvil! se procedió a realizar la separación de la tintas por capilaridad. *l realizar los procedimientos correspondientes! se coloca el pliego de papel marcado por las 3 tintas (:egro! azul! ro"o y verde! en ese orden) en forma diagonal dentro del vaso de precipitado que contenía la fase móvil previamente seleccionada. * continuación se obtuvieron los siguientes resultados.
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#liego de prueba con agua como fase móvil
6 #liego de prueba con alcool etílico al /=1
1'!'1' Co""i+ieto &e #a tita Bnmediatamente! el alcool etílico al entrar en contacto con el papel filtro! ascendió rápidamente por capilaridad! provocando el corrimiento de las tintas también de manera ascendente. Las 3 tintas experimentaron corrimientos provocados por la fase móvil pero no de la misma forma! esto se debe a que cada tinta presenta una afinidad distinta con respecto con la fase móvil. sto se debe a que cada tinta es un veículo de naturaleza líquida que transporta diversos tipos de pigmentos y aditivos y por tanto! la afinidad de los mismos por otros compuestos es muy variada. La tinta que presentó un mayor corrimiento fue la ro"a del bolígrafo! presentando un corrimiento de 5.C cm con respecto a la línea de origen y <.C cm de anco con respecto su primera banda separada. La tinta ro"a se compone principalmente de eosina! un compuesto ácido que presenta afinidad con los compuestos alcalinos. n este caso el alcool etílico! disolvió de manera favorable la eosina presente en la tinta! provocando su solubilización y corrimiento sobre el papel debido a la alta afinidad que posee con respecto a la fase móvil! provocando que aya una dispersión incluso casi al final de la distancia recorrida solo por el eluyente. -in embargo! este no se realiza de manera uniforme y la manca termina por desplazarse acia otra dirección con respecto a su punto de partida! a tal grado de que supera la línea $frente& del pliego de papel. La segunda tinta con mayor corrimiento fue la negra! presentando un corrimiento de 5.3 cm con respecto a la línea de origen y <.3 cm de anco con respecto la primera banda separada. La tinta negra se compone principalmente de resina pretratada con
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minerales y solventes. ste componente es de origen vegetal! de consistencia pastosa y es soluble en alcool. -u corrimiento (al igual que la eosina) ocurre debido a la afinidad que posee este componente con respecto a la fase móvil! logrando solubilizarse en el mismo. -in embargo! debido a su naturaleza oleosa! no llega a correr tan rápido como la eosina pero si se realiza la separación correspondiente. La tercera tinta en correr fue la azul presentando un corrimiento de 3.2 cm con respecto a la línea de origen y <.2 cm de anco con respecto la primera banda separada. La tinta azul se compone de 8rifenilmetano azul! pero cabe destacar que este compuesto al ser una patente! no se tiene información concisa con respecto a sus propiedades. -in embargo! el componente original! 8rifenilmetano! comparte ciertas características! entre ellas su alta polaridad. La afinidad de este compuesto con la fase móvil permite su corrimiento y su separación con respecto al punto de origen.
8intas :egra! *zul! +o"a y ;erde (de izq. a der.) 5.3cm 5.Ccm 3.2cm <.
%orrimiento inicial de las tintas.
La última tinta en correr fue la verde! presentando un corrimiento de <.< cm con respecto a la línea de origen y 6.2 cm de distancia con respecto la primera banda separada. l componente principal de la tinta verde es ftalocianina! un colorante que se estable a condiciones extremas como calor y luz. n esta separación! realiza un corrimiento muy lento debido a la poca afinidad que tiene con la fase móvil! provocando que su separación sea más lenta a comparación de las otras tintas.
Dna vez realizo el proceso de separación! se de"ó secar el pliego de papel! para después obtener las medidas mencionadas anteriormente con el fin de calcular los parámetros que se muestran a continuación.
1) Tie+/o &e "e/-eta ,R*) Dna vez obtenido esto podemos encontrar el factor de retención o el tiempo de respuesta (+f) el cual se define como $la relación entre la velocidad de desplazamiento del soluto y la del disolvente medidas ambas por el avance acia un frente& (7urriel Aartí! Lucena conde! *rribas Eimeno! F 'ernández Aéndez! 6//2)6. * partir de este parámetro podemos definir la competencia que se establece entre los colorantes que se separaron y la fase móvil al retenerse a la fase estacionaria. %abe destacar que tanto la distancia recorrida del disolvente y de la fase móvil fueron tomados a partir de la línea de origen. stos fueron los resultadosG +f tinta negra H 5.3 cm 0.0 cm H =.26 +f tinta azul H 3.2 cm 0.0 cm H =.C4 +f tinta ro"a H 5.C cm 0.0 cm H =.20< +f tinta verde H <.< cm 0.0 cm H =.5 *l calcular estos parámetros! podemos verificar que ay un me"or tiempo de respuesta entre más alto sea el +f. n el caso de los compuestos que presentaron mayor corrimiento (tinta ro"a! negra y azul) tuvieron un +f más debido naturaleza apolar! permitiendo que reaccionarán de manera inmediata con el alcool etílico! logrando así un desplazamiento más rápido de manera ascendente acia el frente del papel! indicando que estos son separados más rápido gracias a la afinidad que tuvieron con la fase móvil. n el caso de la tinta verde! tuvo el +f más ba"o! esto se debe a que posee una ba"a afinidad con la fase móvil debido a que los dos son de naturaleza polar y por ende su tiempo de respuesta es menor! logrando separarse lentamente.
!) Se#ectivi&a& La selectividad se define como el grado de preferencia de la fase móvil por un compuesto con respecto a la distancia de la primera manca más cercana al origen. -electividad tinta ro"a H <.< cm 5.C cm H =.5C2/ -electividad tinta negra H <.< cm 5.3 cm H =.066 +f tinta azul H <.< cm 3.2 cm H =.02C Las tres muestras de tintas presentan parámetros regulares muy parecidos en cuanto a la selectividad de la fase móvil. %on esto podemos demostrar que la separación no presenta anomalías y que los compuestos presentaron un corrimiento apto a la polaridad que poseen.
CONCLUSIÓN n el desarrollo de esta práctica se comprendió que la movilidad de los componentes de una muestra que se desee separar! depende de la afinidad que tenga con la fase móvil y la polaridad que presente está última! ya que es el factor crucial para que pueda realizarse una separación cromatográfica apta. * pesar de que es una técnica muy sencilla de realizar! existen inconvenientes que alteran los resultados de la misma! ya sea la sobre distribución de las muestras sobre el papel (en este
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caso!afectando a otras tintas en su corrimientos) o los factores ambientales (p. e". calor y la falta de una cámara cromatográfica) que afectan a la fase móvil! disminuyendo su cantidad al vaporizarse o el deterioro de la fase estacionaria. -in embargo! controlando estos factores! esta técnica puede desarrollarse y arro"ar resultados favorables. %omo futuros químicos! es importante conocer y desarrollar los métodos cromatográficos! y en base a las competencias obtenidas! realizarlos de la manera adecuada para aplicaciones en el área profesional! ya sea en el sector clínico! industrial e investigación.
CUESTIONARIO 6. In este sistema cuál es la fase móvil y cuál la estacionariaJ +H La fase móvil es el alcool etílico al /01 y actúa por afinidad con los compuestos de las muestras! separando aquellos que sean apolares. La fase estacionaría es el papel filtro! debido que actúa como una fase rígida que permite la adsorción de las tintas y permite su separación en la misma. 4. I-e usó soporteJ I%uál es la función de la cámaraJ +H :o es necesario el uso de soporte en esta cromatografía. La cámara aporta tanto a la fase estacionaria como a la móvil condiciones climatológicas y ambientales con el fin de que se desarrolle sin problema alguno el proceso de separación. <. I%uál es la composición química de la fase estacionaria y de la móvilJ +H La fase móvil se compone de etanol! un compuesto alcoólico conformado por dos carbonos simples con un radical @' La fase estacionaria (papel) se compone de celulosa! un biopolímero compuesto de moléculas de Kglucosa. 3. I8odas las tintas corrieron igualJ I%uáles son las que mostraron más mancasJ +H La mayoría (excepto la tinta verde) tuvo un corrimiento de tinta muy parecido debido a que estos presentaban una alta afinidad con respecto a la fase móvil. La tinta verde presentó corrimiento pero fue poco notorio. :inguna de las tintas de las muestras no presentó más de una manca. 5. I%uál es el +f de las tintas negrasJ Intre las tintas negras ubo mancas que se repitieranJ +H n el caso de esta práctica solo de determinó una tinta negra! dando un +f de =.26. :o se pudo determinar mancas porque solo se determinó una sola tinta de este color. 0. I'ubo mancas que se repitieran entre las tintas del mismo colorJ +H :o! debido a que solo se determinó una muestra por cada tinta en nuestro papel filtro. C. I#odrías me"orar la separación cromatográficaJ +H sta cromatografía puede realizarse me"or si cambíamos las dimensiones de la fase estacionaria para permitir un corrimiento más prolongado y notorio. Las condiciones de las mismas pueden controlarse si la realizamos en una cámara cromatográfica.
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2. %alcula la eficiencia de separación de las muestras que tuvieron dos mancas o más. IMué podrías acer para me"orar la eficiencia de la separaciónJ +H >ebido a que no ubo más de dos mancas en las muestras! solo se determinó la eficiencia de las que fueron obtenidas. H 60 ( 5.3 <.3 4N ) H 5=.C4 H 60 ( 3.2 <.2 4N ) H 53.25 H 60( 5.C <.C 4N ) H 3/.4/ H 60 ( <.< 6.2 4N ) H 52.00
l número de platos teóricos en las 3 muestras es demasiado pequeño a comparación del límite mínimo aceptado en la cromatografía de este tipo (mayor a <==). sto se debe a que solo se tomó en cuenta una manca por cada muestra para realizar es cálculo! dando como conclusión que las muestras no migraron completamente debido a la falta de espacio en el papel filtro. /. %alcula la resolución de las muestras que tuvieron dos mancas o más. IMué podrías acer para me"orar la resolución de la separaciónJ +H >ebido a la falta de más de dos mancas en cada muestras! no pudo determinarse este parámetro para esta separación. 6=. I%uál es la naturaleza química de los colorantes utilizados en los bolígrafosJ +H Las estructuras de las tintas negra! azul y ro"a comparten una afinidad apolar con respecto a la fase móvil! permitiendo que se solubilicen en el mismo y generen su corrimiento ascendente por el papel. Aientras que la tinta verde presentaba poca afinidad debido a que en su estructura presentaba mayor afinidad polar y tuvo un corrimiento más lento.
