UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE FACU ACUL LTAD DE IN INGEN GENIER IERÍA ÍA INDUSTRIAL E.A.P. INGENIERÍA INDUSTRIAL INFORME DE LABORATORIO LABORA TORIO N°4
“CROMA CROMATOGRAFÍA TOGRAFÍA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS”
Pr('e!(r" G3!t( Integrnte!" C#$%& A'r( Sr Ger)*&ne +,+-/ R(0! F)$(n 1#(2 +4+-,+ Brt3ren C!t&)) M& +,+-, Fecha de realización del experimento: 15 de octubre del 2016 Lima !iudad "ni#er$itaria 21 de octubre del 2016% P á g i n a 0 | 16
TABLA DE CONTENIDOS
Marco Teórico
2
Método Operativo
6
Discusión de Resutados
!"
Concusiones
!!
Cuestionario
!2
Re#erencias Bi$io%ricas
!'
MARCO TE(RICO P á g i n a 1 | 16
DE)INICION Es un procedimiento físico-químico que consiste en separar los componentes o sustancias integrantes de una mezcla en movimiento por medio de reparto o absorción 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. a cromatografía cumple con las siguientes funciones! "eparar los componentes de la mezcla, para obtenerlos m#s puros y
que puedan ser usados posteriormente $etapa final de muchas síntesis%. &edir la proporción de los componentes de la mezcla $finalidad
analítica%. En este caso, las cantidades de material empleadas son peque'as.
CLASI)ICACION DE LA CROMATO*RA)IA Tipos Cro+ato%ra#,a en pape Cro+ato%ra#,a en capa #ina Cro+ato%ra#,a de %ases Cro+ato%ra#,a ,-uida
)ase +óvi íquido íquido (as íquido $polar%
)ase estacionaria íquido "ólido "ólido o líquido "ólido o líquido
en #ase inversa Cro+ato%ra#,a ,-uida
íquido
$menos polar% "ólido o líquido
en #ase nor+a Cro+ato%ra#,a ,-uida
$menos polar% íquido $polar%
$polar% "ólido
de interca+$io iónico Cro+ato%ra#,a ,-uida
íquido
"ólido
de e.cusión Cro+ato%ra#,a ,-uida
íquido
"ólido
de a$sorción Cro+ato%ra#,a de
íquido
"ólido
#uidos supercr,ticos as distintas técnicas cromatogr#ficas se pueden dividir seg)n cómo esté dispuesta la fase estacionaria! P á g i n a 2 | 16
Cro+ato%ra#,a pana/ a fase estacionaria se sit)a sobre una placa plana o sobre un papel. as principales técnicas son! • •
*romatografía en papel *romatografía en capa fina
Cro+ato%ra#,a en cou+na/ a fase estacionaria se sit)a dentro de una columna. "eg)n el fluido empleado como fase móvil se distinguen! • • •
*romatografía de líquidos *romatografía de gases *romatografía de fluidos supercríticos
a cromatografía de gases es )til para gases o para compuestos relativamente vol#tiles, lo que incluye a numerosos compuestos org#nicos. En el caso de compuestos
no
vol#tiles
se
recurre
a
procesos
denominados
de
+derivatización+, a fin de convertirlos en otros compuestos que se volatilizen en las condiciones de an#lisis. entro de la cromatografía líquida destaca la cromatografía líquida de alta resolución $*, del inglés igh erformance iquid *hromatography%, que
es la técnica cromatogr#fica m#s empleada en la actualidad, normalmente en su modalidad de fase reversa, en la que la fase estacionaria tiene car#cter no polar, y la fase móvil posee car#cter polar $generalmente agua o mezclas con elevada proporción de la misma, o de otros disolventes polares, como por ejemplo metanol%. El nombre de +reversa+ viene dado porque tradicionalmente la fase estacionaria estaba compuesta de sílice o al)mina, de car#cter polar, y por tanto la fase móvil era un disolvente org#nico poco polar. a razón por la que es posible conseguir separaciones difíciles de lograr por otros métodos se debe en que, peque'as diferencias en el coeficiente de reparto o en la adsorción-desorción de cada uno de los componentes se va multiplicando a lo largo del sistema. "e pueden establecer dos mecanismos!
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•
Reparto0 Es la distribución de una sustancia o mezcla de sustancias entre la fase móvil y la fase estacionaria soportada sobre un sólido adecuado.
•
Adsorción0 Es un proceso donde un sólido se utiliza para eliminar una sustancia soluble del agua
1ARTES DE N SISTEMA CROMATO*RA)ICO •
)ase +óvi0 o constituyen los solventes, que son sustancias fluidas de diferente polaridad, metanol, cloroformo, etanol, etc. a polaridad de la fase móvil est# relacionada con su capacidad de elución o desorción.
•
os solventes deben tener grado de pureza. )ase estacionaria o soporte0 o constituyen las sustancias adsorbentes que generalmente se depositan sobre la placa de vidrio, en el caso de la *. en papel, el papel de /hatman. ebe ser insoluble en el disolvente que se va utilizar para la separación y no debe reaccionar con
•
las sustancias que se van a separar. C&+ara de saturación0 0ue es un recipiente con una tapa que cierra
•
herméticamente donde se realiza el cromatograma. Reveadores0 "i todos los componentes son coloreados, bastar# la inspección ocular para distinguir las manchas, pero en la mayoría de casos, los compuestos son incoloros y por ello invisibles en el cromatograma, siendo necesario utilizar métodos físicos $uz 12% o químicos, como los vapores de 3odo, u otros reactivos especiales que
•
permitan hacer visible. Apicadores0 "on micropipetas utilizadas en la aplicación o 4sembrado5
•
de las sustancias o cromatografiar. Muestras0 "on las sustancias a cromatografiar y pueden ser! la sustancia patrón o est#ndar y la sustancia problema o muestra problema.
RELACION DE )L3O 4R#5 P á g i n a ' | 16
Es una constante física, característica de cada compuesto siempre que se efectué la determinación en las mismas condiciones. Es la constante que relaciona la distancia recorrida por la muestra problema $frente soluto% y la distancia recorrida por el solvente $frente solvente%
7rente del solvente
istancia recorrida por el solvente
istancia recorrida por la sustancia 485 9rigen o siembra
Distanciarecorrida por el Soluto Rf = Distancia recorrida por el Solvente
ara averiguar si nos encontramos ante un mismo compuesto, se colocan ambos sobre la misma placa y se desarrolla con varios eluyentes. 1na vez desarrollados se calculan los 67 y si estos son distintos, puede deducirse con toda seguridad que no se trata del mismo compuesto. or el contrario, si los 67 son iguales los compuestos pueden ser iguales o no serlo.
MTODO O1ERATORIO P á g i n a 5 | 16
I/
Materiaes 7 Reactivos0 &etanol *#mara cromatogr#fica &uestra patrón de acetanilida &uestra purificada de acetanilida : capilares 7rasco amina "ilicagel #piz *#mara de rayos luz 12 *#mara con 2apores de sodio.
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II/
1rocedi+iento E.peri+enta
!/ Diución de os cristaes de acetaniida En esta primera parte, diluimos los cristales de acetanilida obtenidos en el laboratorio anterior en ;.
2/ Marcado si+étrico de a &+ina Siica%e =quí realizamos el marcado $con l#piz% de : puntos equidistantes a un centímetro de la base, en la l#mina "ilicagel.
8/ Apicación de a +uestra patrón 7 +uestra puri#icada de acetaniida =quí aplicamos, con la ayuda de : capilares, en cada uno de los puntos marcados! < veces de la muestra de acetanilida patrón y de >-?; veces la P á g i n a ( | 16
muestra purificada de acetanilida, cuidando que los halos formados no se junten y esperando en cada aplicación que estas soluciones se sequen.
9/ 1aca en
a C&+ara
Cro+ato%ra#ica =quí llevamos la l#mina "ilicagel con las soluciones aplicadas a la c#mara cromatografica y esperamos que el sistema de solventes suba por toda la l#mina.
'/ Reveadores •
Reveación en ),sico! =quí llevamos nuestra lamina "ilicagel l a un ambiente oscuro y lo irradiamos con luz 12 de :<@ mm de
•
longitud de onda y observamos el recorrido de las muestras. Reveación en :u,+ico! =quí llevamos la l#mina "ilicagel a la c#mara de vapores de Aodo y observamos el recorrido de las muestras.
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B. 7inalmente realizamos los c#lculos de 6f de ambas muestras y las comparamos, para su posterior an#lisis.
7rente del "olvente
*alculando!
Rf Estandar=
24 Distanciarecorrida por el Soluto = = 0.42 Distancia recorrida por el Solvente 57
Distanciarecorrida por el Soluto 27 = =0.47 Rf Problema = Distancia recorrida por el Solvente 57
DISCSI(N DE RESLTADOS
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e los resultados obtenidos en el e8perimento, se observa que la razón de flujo de la muestra de acetanilida es menor a la de acetanilina purificada.
=nte esto surge la pregunta! ;1or-ue as ra
di#erentes> "eg)n la literatura e8istente, se debe a que la acetanilida purificada posee un componente relativamente m#s polar en relación al componente encontrado en la acetanilida patrón.
Dambién se observa una mancha perteneciente a la acetanilida patrón, la cual est# al mismo nivel que la acetanilida pura. Esto nos indica la e8istencia de un componente de igual polaridad en ambas muestras y hasta se puede decir que se trata del mismo componente. "in embargo, es necesaria una confirmación, repitiendo el e8perimento con diferentes fases móviles y estacionarias, y también con distintos reactivos de revelado.
CONCLSIONES
espués de realizar un an#lisis riguroso de los resultados llegamos a las siguientes conclusiones! P á g i n a 10 | 16
a acetanilida purificada en pr#cticas anteriores fue cercana al est#ndar
e8igido, ya que el 6f con respecto a la muestra patrón era numéricamente cercana. or medio de la cromatografía es posible identificar y separar los
componentes de una mezcla, así como también determinar la pureza de un compuesto = pesar de que es una técnica muy sencilla de realizar, e8isten
inconvenientes que alteran los resultados de la misma, ya sea la sobre distribución de las muestras sobre el papel $afectando a otras tintas en sus corrimientos% o los factores ambientales $p. ej. calor y la falta de una c#mara cromatografía% que afectan a la fase móvil, disminuyendo su cantidad al vaporizarse o el deterioro de la fase estacionaria.
CESTIONARIO !/ ;:ué es una serie euotrópica> a serie eluotrópica es la ordenación de los disolventes de acuerdo con su capacidad relativa para desplazar solutos de un determinado adsorbente. a fuerza eluyente es una medida de la energía de adsorción del disolvente, supuesto el valor cero para el sistema pentanosílice pura. *uanto m#s polar es P á g i n a 11 | 16
el disolvente, mayor es su fuerza eluyente respecto a la sílice en cromatografía de adsorción. *uanto mayor es la fuerza eluyente del disolvente, tanto m#s r#pidamente se eluir#n los solutos de la columna
2/ Mencione as apicaciones de a cro+ato%ra#,a por ?1LC 7 a cro+ato%ra#ia de %ases/ ?1LC preparativa Es la técnica escogida para aislamiento y purificación de productos de valor en las industrias químicas y farmacéuticas, así como en la biotecnología y la bioquímica. a cromatografía preparativa comprende un amplio rango de aplicaciones, desde el aislamiento de ?Fg de muestra para identificación espectroscópica hasta el aislamiento de un compuesto puro de una mezcla de ?;;g.
Ca+pos de Apicación de ?1LC 7#rmacos! =ntibióticos, sedantes esteroides, analgésicos Gioquímica! =mino#cidos, proteínas, carbohidratos, lípidos roductos de alimentación! Edulcorantes artificiales, antio8idantes,
aflato8inas, aditivos roductos
de
la
industria
química!
=rom#ticos
condensados,
tensoactivos, propulsores, colorantes *ontaminantes! fenoles, esticidas, herbicidas, *G 0uímica forense! rogas, venenos, alcohol en sangre, narcóticos &edicina clínica! Hcidos biliares, metabolitos de drogas, e8tractos de
orina, estrógenos.
A%unas apicaciones i+portantes de a ?1LC preparativa "eparación y purificación de metabolitos "eparación y purificación de los metabolitos de las drogas procedentes
de muestras de orina urificación y separación de enantiómeros P á g i n a 12 | 16
urificación de compuestos naturales urificación y caracterización de enzimas y proteínas
Apicaciones de a cro+ato%ra#,a de %ases Medioa+$ientaes! =n#lisis de pesticidas y herbicidas, an#lisis hidrocarburos, semivol#tiles y vol#tiles, an#lisis del aire...
de
Ai+entos 7 aro+as! fragancias y aromas, aceites, bebidas, #cidos org#nicos, az)cares, 7=&E", ésteres metílicos, triglicéridos, alcoholes... :u,+ica Industria! alcoholes, #cidos org#nicos, aminas, aldehídos y cetonas, ésteres y glicoles, hidrocarburos, disolventes, anilinas, gases inorg#nicos... Biociencia! drogas, f#rmacos, alcoholes y contaminantes en sangre, disolventes residuales... Derivadas de petróeo ! gas natural, gases permanentes, gas derefinería, gasolinas, gasóleos, parafinas...
8/ Di%a -ue es a eectro#oresis 7 cu& es su #unda+ento a mayoría de las biomoléculas poseen una carga eléctrica, cuya magnitud depende del p del medio en el que se encuentran. *omo consecuencia, se desplazan cuando se ven sometidas a un campo eléctrico. "e denomina electroforesis a la técnica mediante la cual se separan las biomoléculas en disolución cuando se ven sometidas a un campo eléctrico. "e trata de una técnica fundamentalmente analítica, aunque también se puede realizar con fines preparativos.
*ada molécula se desplaza por efecto del campo, alcanzando r#pidamente una velocidad constante al equilibrarse la fuerza impulsora $fuerza del campo P á g i n a 1& | 16
eléctrico% con la resistencia al avance $fuerza de fricción o rozamiento% impuesta por el medio en el que se desplaza.
Fuerza del campo eléctrico= Fuerzade fricción
Q . E = F . V
onde! Q =Carga (C )
E= ntensidad del campo ( V / m= ! / C ) F =C oeficiente de fricción( C"V"s / m 2=#g / s )
V =V elocidad dela molécula( m / s )
El coeficiente de fricción mide la resistencia intrínseca debida a las características de cada molécula, siendo éstas esencialmente su forma y su tama'o. =sí, por ejemplo, las moléculas grandes y de forma irregular poseen un mayor coeficiente de fricción que las peque'as y compactas.
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BIBLIO*RA)@A
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