Separación de Mezclas II Parte

Separación de Mezclas II Parte

Cromatografía en Capa Delgada y de Columna. Efectos del Disolvente y la Fase Estacionaria sobre una Separación Cromatográfica

Angie Florez (2121401067); Ricardo Huertas (2121401080) y Laura Ibarra (2121401081)

cate.lau.94@hotmail.com

Departamento de Química, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Universidad de Nariño,

Calle 18 No. 50- 02 Torobajo; Pasto, Colombia.

Realizado 10 de mayo de 2012; entregado 17 mayo de 2012.

Resumen

En la práctica de laboratorio se empleó la cromatografía en papel, la cromatografía de sílica gel y la cromatografía de columna para lograr la separación de los pigmentos que contienen las hojas de espinaca, a partir del cálculo del Rf de los colores obtenidos y los pigmentos presentes en esta planta son clorofila a, clorofila b y xantofilas respectivamente. Todo esto se hizo con el fin de identificar los principales fundamentos que permiten separar una sustancia de otra y fundamentar con resultados la eficiencia en la separación de cada una de las técnicas trabajadas.

Introducción

La cromatografía es un método físico de separación para la caracterización de mezclas complejas, la cual tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia. 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.

Las técnicas cromatográficas son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase móvil que consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supercrítico) que arrastra a la muestra a través de una fase estacionaria que se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido. Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta forma con la fase estacionaria. De este modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando. Después de que los componentes hayan pasado por la fase estacionaria, separándose, pasan por un detector que genera una señal que puede depender de la concentración y del tipo de compuesto.

La cromatografía puede cumplir dos funciones básicas que no se excluyen mutuamente:

• Separar los componentes de la mezcla, para obtenerlos más puros y que puedan ser usados posteriormente (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 pequeñas1.

Las distintas técnicas cromatográficas2 se pueden dividir según cómo esté dispuesta la fase estacionaria (Anexo 1) en:

• Cromatografía en Papel3: La cromatografía en papel es un proceso muy utilizado en los laboratorios para realizar análisis cualitativos ya que pese a no ser una técnica muy potente no requiere de ningún tipo de equipamiento.

La fase estacionaria está constituida simplemente por una tira de papel filtro. La muestra se deposita en un extremo colocando pequeñas gotas de la solución y evaporando el disolvente. Luego el disolvente empleado como fase móvil se hace ascender por capilaridad. Esto es, se coloca la tira de papel verticalmente y con la muestra del lado de abajo dentro de un recipiente que contiene fase móvil en el fondo.

Después de unos minutos cuando el disolvente deja de ascender o ha llegado al extremo se retira el papel y seca. Si el disolvente elegido fue adecuado y las sustancias tienen color propio se verán las manchas de distinto color separadas. Cuando los componentes no tienen color propio el papel se somete a procesos de revelado.

Hay varios factores de los cuales depende una cromatografía eficaz: la elección del disolvente y la del papel de filtro.

• Cromatografía de capa fina4: La cromatografía de capa fina es una técnica cromatográfica que consta de una fase estacionaria. Es una capa uniforme de un absorbente mantenido sobre una placa, la cual puede ser de vidrio, aluminio u otro soporte.

En cromatografía de capa fina se utiliza una placa cromatográfica inmersa verticalmente en un eluyente apolar; La placa cromatográfica consiste en una fase estacionaria polar (comúnmente se utiliza sílica gel) adherida a una superficie sólida con algún agente cementante. El eluyente debe ser un compuesto líquido apolar, generalmente orgánico. Para realizar la CCF, se debe apoyar la placa cromatográfica sobre algún recipiente o cámara que contenga la fase líquida a aproximadamente 1 cm (la distancia entre el principio de la placa y la muestra que se desea analizar).

Cromatografía de columna5: consiste en una fase estacionaria. Según el fluido empleado como fase móvil. Se emplea para la separación de mezclas o purificación de sustancias a escala preparativa. Como fase estacionaria se usa, generalmente, gel de sílice o alúmina dentro de una columna. La elección del disolvente es crucial para una buena separación. Dicho disolvente pasa a través de la columna por efecto de la gravedad o bien por aplicación de presión (cromatografía flash). La columna se prepara mezclando el soporte con disolvente y se rellena la columna poniendo en el fondo de ésta un poco de algodón o lana de vidrio, para evitar que la sílica o la alúmina queden retenidas en la columna y el disolvente se iguala hasta el nivel del soporte. A continuación se introduce la muestra por la parte superior de la columna y se eluye con el disolvente elegido, recogiéndose por lo general en tubos de ensayo. Para que haya una separación efectiva de los componentes, su velocidad a través de la columna debe ser suficientemente diferente y la longitud de la columna, adecuada. Por ejemplo, si por una columna con alúmina como absorbente se introdujo una disolución conteniendo nitratos de Fe (III), Cu (II) y Co (II) y posteriormente se paso agua ligeramente acidulada con ácido nítrico se observó la separación de tres zonas diferenciadas (de arriba abajo) pardo- rojiza de Fe (III), azul de Cu (II) y rosa de Co (II).

Utilizando la cromatografía se puede separar cualquier tipo pigmentos presentes en las plantas. El color particular que presenta un determinado órgano vegetal depende generalmente del predominio de uno u otro o la combinación de ellos (Anexo 2). Se debe tener claro que cuando un vegetal presenta un color blanco, es debido a la falta de tales pigmentos. La luz solar que incide sobre ellas no es absorbida selectivamente como ocurre en las partes coloreadas, sino que es transmitida o reflejada prácticamente sin sufrir modificación6.

Se aplicó la cromatografía como proceso de separación de sustancias para laboratorio porque es fundamental que el estudiante se familiarice con los instrumentos y sustancias utilizadas en esta temática y que sirven

...