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• Diana Gonzalez

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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas Departamento de Ingeniería Química Industrial Academia de Química Orgánica y Polímeros Química de los Hidrocarburos

Practica Tres Cromatografía en Columna

Profesora. Apolonia Murillo Villagrana Grupo:2IM39 Alumno: González Carbajal Diana 19 de septiembre de 2018

OBJETIVOS DE LA PRACTICA  Identificar la diferencia entre la cromatografía en placa fina y en columna.  Señalar que eluyente es el más factible para la cromatografía en columna.  Describir las técnicas cromatográficas de elución, análisis frontal y desplazamiento.  Analizar una muestra cromatográfica en columna.  Identificar las fases de la muestra cromatográfica en columna  Conocer la importancia de la cromatografía en la vida cotidiana y en la industria química industrial.  Explicar porque sucede la cromatografía de forma descendente  Describir específicamente el proceso de la experimentación de cromatografía.  Aplicar continuamente una mezcla de componentes para que se pueda realizar correctamente la cromatografía. ALCANCES DE LA PRACTICA  Lograr cada uno de los objetivos  Establecer cada uno de los pasos de la experimentación de cromatografía en columna.  Saber entender el proceso de la cromatografía.  Conceptualizar e identificar las técnicas cromatográficas  Establecer la importancia de la cromatografía en columna.  Disponer las ventajas y desventajas de la cromatografía en columna.  Relacionar lo aprendido en clase teórica evidenciando con la parte experimental.

METAS DE LA PRACTICA  Se pudo identificar las fases de la cromatografía en columna  Se identificaron los disolventes en orden de polaridad creciente hasta observar las diferentes zonas coloridas  Se demostró que en la columna se identificó perfectamente la cromatografía y sus diferentes secciones coloridas y las maneras en la cual reacciona de forma descendente  Comparar muestras. Si dos muestras corren igual en placa podrían ser idénticas. INVSTIGACIÓN BIBLIOGRAFICA SOBRE EL TEMA DE LA PRÁCTICA. La cromatografía en columna utiliza una columna de vidrio vertical que se llena con un soporte sólido adsorbente (fase estacionaria: los más utilizados son gel de sílice (SiO2) y alúmina (Al2O3))+. La muestra que se quiere separar se deposita en la parte superior de este soporte. El resto de la columna se llena con el eluyente (disolvente que constituye la fase móvil) que, por efecto de la gravedad, hace mover la muestra a través de la columna. Se establece un equilibrio entre el soluto adsorbido en la fase estacionaria y el disolvente eluyente que fluye por la columna. Debido a que cada uno de los componentes de una mezcla establecerá interacciones diferentes con la fase estacionaria y la móvil, serán transportados a diferentes velocidades y se conseguirá su separación. Así, de manera similar a otros tipos de cromatografía, las diferencias en las velocidades de desplazamiento a través del medio sólido se corresponden con diferencias en los tiempos de elución por la parte inferior de la columna para cada uno de los componentes de la muestra original, que se recogerán en fracciones diferentes. La polaridad del eluyente afecta las velocidades relativas con las que los diferentes componentes de la mezcla se mueven en la columna. Los disolventes polares compiten más eficientemente con las moléculas polares de una mezcla por los lugares polares del adsorbente. Por lo tanto, un disolvente polar desplazará las moléculas, incluyendo las más polares, rápidamente a través de la columna. Si el disolvente es muy polar la elución será muy rápida y generalmente habrá poca separación de los componentes de la mezcla. Si por el contrario el disolvente es

muy apolar, no eluirán los compuestos de la columna. Por lo tanto, la elección del eluyente es crucial para el éxito de la cromatografía en columna. A menudo se utiliza un gradiente creciente de polaridad para la elución. La CCF se utiliza para determinar y elegir el sistema solvente adecuado para cada separación. En 1978 se introdujo una versión modificada denominada cromatografía en columna rápida. La diferencia con la cromatografía en columna tradicional es que en la técnica rápida el disolvente se hace atravesar la fase estacionaria aplicando una presión positiva. Esto hace que las separaciones mejoren en resolución y se pueda disminuir el tiempo de elución, por lo cual constituye un método de elección. Análisis de los aluatos de la columna Si los compuestos separados en una cromatografía en columna son coloreados, el progreso de la separación se puede monitorizar visualmente. No obstante, a menudo los compuestos que deben ser aislados suelen ser incoloros. En este caso, se recogen secuencialmente pequeñas fracciones de aluatos en tubos rotulados y la composición de cada fracción se analiza por cromatografía en capa fina. Una vez identificadas las diferentes fracciones que contienen el mismo producto, se reúnen, se elimina el disolvente y se analiza la identidad de los componentes por métodos espectroscópicos.

Cuando vamos a realizar una cromatografía en columna, lo primero que debemos hacer es elegir un disolvente adaptado para nuestro caso, para así optimizar la separación de los componentes de la mezcla. Dicha operación se produce a través de cromatografía analítica en capa fina. La variante más influyente en la eficacia de la separación de la cromatografía a media presión usando gel de sílice es el diámetro de la columna, así como la cantidad de gel utilizado. Para elegir el disolvente, primero se lleva a cabo una cromatografía en capa fina de la muestra a analizar. El disolvente debe producir una buena separación de los componentes de la mezcla en la placa, colocando el componente menos polar a un Rf cercano a 0.3. En el caso de columnas pequeñas, lo ideal es usar un eluyente menos polar que el conseguido en el resultado de la cromatografía en placa. A veces se utilizan mezclas de disolventes y se hace una elución en gradiente. Para esto, la cromatografía se inicia con una mezcla de disolventes de polaridad adecuada para poder separar el componente que posea mayor Rf, y así, una vez recogido, se aumentará poco a poco la polaridad para poder ir separando los componentes más polares. Si cuando se empieza la cromatografía se usa un disolvente excesivamente polar, los componentes de la mezcla eluirán conjuntamente, lo que llevaría a que la separación no tenga lugar. Una de las mezclas de disolventes más utilizadas es hexano/acetato de etilo.

Elución La elución se produce por el flujo de una fase móvil gaseosa. La fase móvil en cromatografía de gases es un gas inerte, es decir, no interacciona con las moléculas de analito, sólo las transporta a través de la fase estacionaria. Esta técnica representa el fenómeno básico de las separaciones y consiste en la separación gradual de los componentes de una mezcla, empleando un eluyente. Análisis Frontal Esta técnica consiste en aplicar continuamente una mezcla de componentes de tal forma que uno de ellos s va adsorbiendo fuertemente en la parte superior de la columna, en tanto que el otro no es retenido, por lo tanto, fluye a lo largo de la columna, saliendo por la parte inferior. Desplazamiento Esta técnica se agrega un disolvente que se adsorba mas fuertemente que los constituyentes de la mezcla por separar, con el objeto de que estos se desplacen a lo largo de la columna.

DESARROLLO DE LA PRACTICA

Preparar la columna en el soporte con todas las partes que lo componen

Agregar en la columna la silica gel y humedecer con hexano

Verter la muestra problema ya seleccionada en la parte superior de la columna asi como el indicador que es azul acido

Observar la aparicion de varias zonas coloridas

Recolectar el volumen saliente de la columna en pequeños frascos por color.

PARAMETROS DE CONTROL DE LA PRACTICA Experimento Indicios (cambios que se muestran dentro de la experimentación) Dentro de la experimentación cromatografía en columna se pudo observar que al colocar el disolvente problema correcto fue más fácil observar las diferentes zonas de coloración y transición del color azul acido, pero al contrario que en placa fina esta se muestra de forma descendente.

CUADRO DE COMPARACIÓN: Disolventes Problema Disolvente C

Teórico

Comparación

No especificado Disolvente incoloro e inodoro fuertemente polar fue el utilizado y el correcto para realizar la cromatografía en columna ya que por sus propiedades era polar y se podía lograr la cromatografía de forma descendente y mostrar las diferentes secciones coloridas dentro de la columna a través del adsorbente (sílica gel) mezclado con el hexeno.

COSTO- BENEFICIO El costo de la cromatografía en columna es relativamente mas alto que la cromatografía en placa fina pero debido a esa desventaja. Se puede mencionar que a pesar del costo de la cromatografía en columna se obtienen mejores resultados los cuales son muy notorios entre las divisiones de los colores. Cabe mencionar que lleva mas reactivos que utilizar, como la sílica gel el costo es por arriba de los cuatrocientos pesos por kilo entre los otros reactivos a utilizar como el hexanol y el disolvente problema se eleva el costo a mas de mil pesos en moneda nacional. USOS Y APLICACIONES DE LA PRACTICA Las aplicaciones prácticas de la cromatografía se encuentran por ejemplo en la producción principalmente se utiliza en líquidos, donde se usa la cromatografía para la limpieza y aislamiento de sustancias. Por otro lado, en la analítica química se usa la cromatografía para separar mezclas en compuestos homogéneos. La cromatografía juega un papel importante en muchos sectores, como la química orgánica, la bioquímica, la química inorgánica, la química ambiental y la química alimenticia. Ambas aplicaciones de la cromatografía en columna son por ejemplo la limpieza de preparados.

Mediante estos métodos se han podido obtener resultados muy notables: pocos miligramos de proteína bastan para separar hasta 8 ácido R animados neutros. Se han separado los esteres naturales de la vitamina A extraída de los aceites de hígado de pescado. CUESTIONARIO 1. Indicar que factores consideró para seleccionar su eluyente en la recuperación del colorante naranja II. Se consideraron factores tanto de polaridad del eluyente de forma creciente para que al realizar la cromatografía pudieron caer las recuperaciones de todos los colorantes con dichas condiciones importantes que sería la gravedad para tener una buena separación. 2. Dibujar el resultado de su cromatografía en columna. 3. Dibujar el resultado de las pruebas cromatográficas en placa fina realizados en la muestra problema y la referencia.

4. Interpretar los resultados obtenidos en cada cromatografía (columna y placa). Se interpretaron y se compararon los dos tipos de cromatografía por lo cual la cromatografía en placa fina es mas sencilla, pero tiene las desventajas que no es tan eficiente y visual como la cromatografía en columna en esa se pueden visualizar de una manera mas sencilla las diferentes zonas de colores asi como su descendencia de cada uno de ellos. 5. Mencionar los usos más importantes de la cromatografía en columna. En biología para poder realizar investigaciones y separar diferentes proteínas o aminoácidos entre otros. Para la realización de nuevas sustancias a si poder obtener una excelente separación de la cual se requiere hacer nuevas sustancias En la química ambiental para poder analizar qué factores o que productos afectan al medio ambiente y realizar de ellos un estudio para su detención de el y no siga contaminando más. CONCLUSIONES La cromatografía en placa es eficiente para poder separar de manera correcta la muestra problema, con fines preparativos para cualquier sustancia orgánica, se muestra una desventaja al tener un elevado costo para poder realizarla ya que ocupa mas reactivos que en cromatografía en placa fina. Es importante mencionar que no siempre se obtienen buenas separaciones como las que se cree. Ya que puede afectar varios parámetros en su separación como la sílica gel debe estar muy bien hidratada para la buena experimentación. Al agregar un disolvente mayormente adsorbente será mayor la fuerza para separar la mezcla a lo largo de la columna. Uno de los constituyentes tendrá más tendencia a ser adsorbido fácilmente y tendrá mas velocidad al ser separados.

OBSERVACIONES Las desventajas en algunas ocasiones es que el reactivo principal (sílica gel) tiene la tendencia a irse secando por lo que se tuvo que tener un cuidado muy especifico para poder agregarle en la parte superior más hexanol a si estuviera siempre hidratado y pudiera realizarse el funcionamiento de la cromatografía. Entre la cromatografía es recomendable utilizar columnas delgadas para el fácil funcionamiento y adquirir velocidad al separar los colorantes, pero su desventaja es que se dispondrá de muy poco volumen de los colorantes salientes. La cromatografía en columna es algo tardada en lo que los colorantes vas descendiendo poco a poco y se debe de tener cuidado al adquirir los volúmenes ya que se debe de cambiar de frasco por cada colorante saliente. BIBLIOGAFIA LA CROMATOGRAFÍA Y SUS APLICACIONES A L~ BIOLOGÍA· Dra. MARGARITA CORDIER https://www.cosmotienda.com/tienda/silica-sindicador-p-3590.html Abbott D. Y Andews R. S., Introducción a la Cromatoqrafía, 3" ed., Alhambra, Madrid. 1970. Ávih Z. G. et a/. Química Orqánica. Experimentos con un enfoque ecológico, Dirección General de Publicaciones y Fomento Editorial, UNAM, México, 2001. https://www.pce-iberica.es/instrumentos-de-medida/instrumentoslaboratorios/cromatografia.htm