Datos, cálculos y resultados

Cromatografía de columna

Para la separación de una mezcla de tintes se utilizó la técnica de cromatografía de columna, utilizando como solventes etanol y agua, como fase estacionaria se utilizó alúmina los datos obtenidos mediante este método se muestran en la siguiente tabla:

Tabla 1. Resultados cromatografía de columna

Cromatografía de capa delgada

Con el fin de calcular el valor de Rf para los compuestos y su velocidad relativa frente al disolvente, se utilizó el método de cromatografía de capa delgada, los datos obtenidos fueron:

Distancia recorrida (cm)

Sustancia Etanol-agua (1-

10)

Etanol-agua(10-

1)Mezcla de

tintes3.5 3.7

Fluoresceína 3.4 3.7Azul de metileno

0.0 2

Sustancia pura (azul de

metileno)

0.0 0.2

Tabla 2. Resultados cromatografía de capa delgada.

Para calcular el valor Rf de cada compuesto se utilizó la siguiente ecuación:

Rf=Distanciadel compuestoDistancia deldisolvente

(1)

El denominador de esta ecuación es constante para las diferentes mezclas de disolventes:

Etanol-Agua Distancia del disolvente (cm)

1-10 410-1 4

Tabla 3. Distancias recorridas por los disolventes en las diferentes capas.

Teniendo en cuenta estas distancias, procedemos a calcular los valores de Rf para cada compuesto:

10 Etanol-1Agua

Mezcla de tintesRf=3.7

4=0.925

Fluoresceína

Sustancia Color Descripción

Etanol IncoloroSolvente

usado para hacer bajar el azul de metileno

en la columna

Azul de metileno

Azul oscuro

Componente que bajo primero en la columna

Fluoresceína

Verde Segundo componente en bajar

Agua IncoloroSolvente

usado para hacer bajar

la fluoresceín

a en la columna

Rf=3.74

=0.925

Azul de metilenoRf=2

4=0.5

Compuesto puroRf=0.2

4=0.05

10 Agua – 1Etanol

Mezcla de tintesRf=3.5

4=0.875

FluoresceínaRf=3.4

4=0.85

Azul de metilenoRf=0

4=0

Compuesto puroRf=0

4=0

Análisis de resultados

La cromatografía en columna y en capa fina solo difieren en el medio de soportar el adsorbente. En ambas técnicas se emplea alúmina (Al2O3) o gel de sílice (ácido silícico, (SiO2.H2O) como fase estacionaria, y una fase móvil orgánica.1 Debido a que las dos técnicas de separación se diferencian por sus fases móviles, se observa que en la cromatografía de columna la adsorción, debida a fuerzas intermoleculares entre el adsorbente y el soluto, para el caso de la separación con alúmina se observa que es más eficaz ya que la alúmina es el más activo de los dos

absorbentes, es decir, es el que retiene con mayor fuerza a los compuesto, por lo cual es utilizada para separar compuestos relativamente apolares tales como hidrocarburos, haluros de alquilo, éteres, aldehídos y cetonas 4 Una gran diferencia entre la cromatografía de columna y la de capa delgada consiste en la facilidad con la que cada una de estas se desarrolla, para el caso de cromatografía de columna la fase móvil se hace caer , es decir la fuerza motriz es la gravedad, mientras que en capa delgada la acción capilar del absorbente hace que el disolvente pueda subir.

Entre más polar sea un compuesto, más fuertemente se adsorbe en la fase estacionaria, por lo que su migración a lo largo de ella es menor, siendo eluído más lentamente por la fase móvil, que los compuestos menos polares. De este modo, la separación selectiva de los componentes de una muestra, por cromatografía, se debe a las diferencias en la migración de los componentes individuales a lo largo de la fase estacionaria.

Algunos de los errores que intervienen en las medidas para la separacion de los compuestos se le pueden atribuir en gran parte a la longitud de la columna y de las placas, debido a que la fase estacionaria es de un tipo de absorbente solido, por lo cual se necesita que interaccion de manera rápida con la fase móvil, ya que al ser absorbentes gruesos su superficie es menor que en un absorbente fino y los puntos de contacto con la fase móvil son reducidos, otra desventaja de que el absorbente sea grueso es que los

disolventes se mueven rápidamente a traves de estos lo que da un menor tiempo de interaccion para las fuerzas en cada caso.

Solución al cuestionario

1. ¿Explique por qué y cómo se separan los compuestos de la mezcla de tintes?

La separación de los compuestos de tintes se debe a que la especie que migra de última, lo hace porque es más fuertemente retenida que la otra y por tanto se retrasa durante el proceso de migración. Los compuestos de la mezcla de tintes se separan, porque tiene diferentes velocidades de migración y se van aislando cada vez más, hasta completar la separación a medida que se les pase cantidades suficientes de fase móvil a través de la columna, hasta lograr que cada uno de los componentes individuales llegue al final para recogerlos por separado.2

2. Que es la cromatografía de columna seca ¿y cómo se desarrolla?

Fue una técnica descrita por Loev y Goodman, la cual consiste en rellanar una columna clásica de cromatografía con adsorbente, sin ayuda de ningún solvente, ósea que en vez de usar varios volúmenes de disolvente la cromatografía de columna seca finaliza cuando el solvente alcanza el fondo de la columna al usar un solo volumen de disolvente. Este método ofrece algunas ventajas como el grado y la velocidad de separación.

Para el montaje de la cromatografía de columna seca se inicia rellenando un columna de vidrio o

preferiblemente un tubo de nylon con alúmina seca o sílice gel seca, la adición de este se hace sin la presencia de ningún disolvente y tratando de disminuir al máximo los espacios que puedan quedar al adicionarse el adsorbente. El tamaño de la columna se escoge dependiendo de la dificultad para separar la muestra, entre más difícil más grande ha de ser la columna. Posteriormente se adiciona la muestra en el tope del absorbente, se adiciona el solvente eluyente hasta que este alcance el fondo de la columna resultando un cromatograma que es revelado con una lámpara de UV observando zonas del absorbente correspondiente a los compuestos separados. La columna de nylon se marca con una pluma y se corta con un cuchillo cada zona, luego se pueden extraer los compuestos contenidos en el absorbente con metanol, éter o el solvente adecuado. 3

3. ¿Cuál es el desarrollo múltiple y el desarrollo bidimensional de la CCD?

La cromatografía de capa delgada posee un poder máximo de resolución en una región específica. En separaciones difíciles la resolución puede incrementarse por desarrollo múltiple. En esta técnica después del primer desarrollo la placa se remueve de la cámara, se deja secar y se desarrolla otra vez en el mismo solvente. Estas separaciones son ideales para compuestos con Rf menores de 0,5, el desarrollo bidimensional se utiliza para separar mezclas que contienen muchos componentes con diferentes propiedades.3

4. ¿En qué consiste la CCD preparativa?

La cromatografía de capa delgada preparativa se usa para purificar suficiente cantidad de una sustancia ligeramente no volátil para un uso posterior, más que para análisis de la misma.

5. ¿Qué es una resina de intercambio aniónica? ¿Y una resina catiónica?

Las resinas catiónicas son aquellas que poseen cargas negativas e interaccionan con cargas positivas, Las resinas aniónicas poseen cargas positivas e interaccionan con cargas negativas, entre las resinas aniónicas se encuentran los grupos amino, -NH2 y amino sustituidos.

6. Indique algunas de las aplicaciones de la cromatografía de adsorción en columna.Se utiliza para hallar la concentración de trazas en las muestras, para separación de iones interferentes en análisis clásico, separación de componentes de una síntesis orgánica, separación de colorantes, separación e identificación de hioscina y de morfina, desmineralización del agua, preparación de disoluciones patrón y disolución de sustancia insolubles.4

Conclusiones

Según los resultados obtenidos usando las técnica de cromatografía de columna y cromatografía de capa delgada, se observó que la

separación de las mezclas de colorantes como este caso, depende de las fuerzas intermoleculares generadas al entrar en contacto con una fase estacionaria como la silica gel y/o alúmina, como también dependerá en gran parte de la naturaleza del eluyente.

La adsorción fue ocasionada debido a interacciones entre las moléculas de la fase estacionaria y las de la fase móvil, actúan fuerzas de atracción tales como dipolo-dipolo, puentes de hidrogeno y fuerzas de Van der Waals

Es posible concluir que entre los dos procedimientos de separación es más eficaz la cromatografía de columna ya que por capa delgada obtenemos información acerca del tipo de componentes de la mezcla, pero mediante columna obtenemos información cuantitativa de cada componente, en conclusión la capa delgada solo sirve para monitorizar lo que se va separando de la columna.

Bibliografía

1. Química orgánica experimental, H. Dupont Durst, George W, Editorial Reverté, S.A. pp 79-80

2. Galagovsky L., Química Orgánica: Fundamentos teórico prácticos para el laboratorio. 5. Buenos Aires:

editorial EUDEBA; 1996. 203-206pp.

3. JARAMILLO L.M. Fundamentos de la separación y purificación de compuestos orgánicos por métodos de distribución entre fases, Cali. Departamento de Química, Universidad del valle; 1987. 84-86pp.

4. [Página Web] http://www.pce-iberica.es/instrumentos-de-medida/instrumentos-laboratorios/cromatografia.htm [Consultada el 12 de diciembre de 2015, 04:30pm].