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____________________________INTRODUÇÃO____________________________
O nome cromatografia vem do grego “ Chroma + graphein”, que significa escrita da cor. ( História da cromatografia. Acesso em: 30 out. 2009) Este método foi criado no ano de 1903, pelo botânico russo Michael S. Tswett, durante suas pesquisas com clorofilas. Nesta, ele utilizou extratos de folhas, com uma coluna de vidro recheada com carbonato de cálcio, separando os constituintes do extrato pela passagem de éter dietílico. ( Cem anos das palavras cromatografia e cromatograma****. Acesso em: 30 out. 2009)
FATORES HISTÓRICOS DA CROMATOGRAFIA
(Introdução a métodos cromatográficos. Acesso em: 01 nov.2009)
“A cromatografia apresenta diversas vantagens em relação aos métodos clássicos de separação. Por um lado o método pode ser aplicado a misturas muito complexas. Vinte aminoácidos, ou mais, podem ser separados de uma proteína por este método. Além disto, a cromatografia pode ser usada para amostras muito pequenas ou para substâncias presentes a concentrações muito baixas. Técnicas cromatográficas detectam poluentes do ar a concentrações de uma parte por milhão ou menos. A cromatografia oferece alta resolução, alta sensitividade, análises rápidas e versatilidade.” (MASTERTON, W.L., SLOWINSKI, E.J., STANITSKI, C.L. Pág. 18).
A cromatografia é um dos mais importantes métodos de separação de misturas fazendo uso das diferenças no grau de adsorção e das diferenças de solubilidade de várias substâncias.
Na metodologia dessa técnica, a mistura é depositada sobre alguma fase estacionária e os seus componentes são adsorvidos na superfície dessa fase em graus variados dependendo da natureza do componente, da natureza do adsorvente e da temperatura. Um solvente é então passado através da fase estacionária, movimentando- se por gravidade, por efeito capilar (capacidade dos líquidos molharem em profundidade a superfície de objetos e de drenarem muito rapidamente para fendas finas^1 ) ou por pressão aplicada
Quando o solvente passa sobre a amostra depositada, os vários componentes tendem, em graus variados, a serem dissolvidos e arrastados juntamente com o solvente. A velocidade com a qual um componente irá mover-se depende de sua tendência relativa de ser dissolvido no solvente e de ser adsorvido na fase estacionária. O efeito resultante é que, quando o solvente passa lentamente através da fase estacionária, os componentes da mistura movem-se como zonas a velocidades diferentes uns dos outros, ocorrendo assim à separação. (CONSTANTINO, M.G; SILVA, G.V.J; DONATE, P.M. Pág. 201.)
A interação de compostos polares pela fase móvel ocorre em virtude da glicose ser constituída por 2.000 unidades de glicose anidra ligadas por átomos de oxigênio, formando pontes de hidrogênio, ficando retido e funcionando como fase estacionária. (SKOGG, D.A., WEST, D.M. HOLLER, F.J.)
____________________________OBJETIVO_______________________________
Realização da cromatografia em camada delgada (CCD) utilizando ciclohexanona e ciclohexanol fazendo uso de uma reação de acetato de etila com hexano como eluente.
______________________PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL_______________
Em um balão de duas bocas de 250 mL foi adicionado 1g de 0,010 mol ou 10 mmol ciclohexanona , metoxido e borohidreto de sódio. E foi acrescentado bolinhas de porcelana (PQ). Colocou-se o balão sobre um recipiente contendo cubos de gelo (ocorreu uma reação exotérmica) até que a reação começasse a borbulhar. Anotou- se a hora.
Três tubos de ensaio foram separados, na primeira continha ciclohexanol, no segundo ciclohexanona e no terceiro, a reação de hexano com acetato de etila. Fazendo uso de uma pipeta de Pasteur aplicaram-se aproximadamente cinco vezes de amostras de cada uma de, hexano e de ciclohexanona, utilizando a reação de acetato de etila com hexano para “limpar” a pipeta, (que este também foi usado como o eluente) em uma plaquinha de sílica. Depois da aplicação as substâncias nas plaquinhas colocaram-se esta em um béquer de 250 mL com a base forrada com o eluente e uma folha quadrada de papel de filtro forrando a parede do béquer. Tampou-se a vidraria com um vidro de relógio.
“Inicia-se o que chamamos de desenvolvimento cromatográfico onde os componentes da amostra são influenciados pela ação de duas forças, opostas entre si: Capilaridade: é a responsável pelo avanço do solvente ou fase móvel sobre a fase estacionária que contém a amostra. Interação: tão logo se inicia a migração da fase móvel, a amostra é dissolvida e começa a ser arrastada pela fase móvel. Neste momento aparecem forças de interação entre os componentes da amostra e a fase estacionária. Estas forças de interação se opõem à força de arraste da fase móvel (capilaridade) retardando o avanço dos componentes da amostra. Este retardo não ocorre da mesma forma para os diversos constituintes presentes na amostra aplicada. Forças de interação como dipolo induzido, pontes de hidrogênio, forças de Van der Waals tomam parte neste processo, fazendo ocorrer mecanismos de separação como adsorção, dispersão e troca iônica.” (Prof. Renato Zanella, Thin Layer Chromatography. UFMS. Acesso em: 30 out. 2009). Em questão dessas interações e otimizada para pelo sistema usado.
Analisou-se o arraste do eluente sobre a plaquinha de sílica, e quando ele atingiu certa altura esta foi retirada do béquer com cuidado e marcou-se até aonde o
eluente percorreu. Esperou-se secar. Depois de seca a plaquinha foi levada para um dispositivo de câmara UV, para se observar precisamente até aonde cada substância percorreu, já que as substâncias não têm coloração, e calculou-se seu Rf. Esta operação foi repetida mais duas vezes.
_______________________RESULTADO E DISCUSSÃO_____________________
No experimento foi usado o método da cromatografia em camada delgada (CCD), dando uma especial ênfase.
É uma técnica de adsorção de líquido-sólido. A separação dos componentes da mistura ocorre como migração diferencial de afinidade dos componentes de uma mistura sobre uma camada delgada de adsorvente fixo em uma superfície plana, por meio de uma fase móvel. Os adsorventes mais utilizados são a sílica, alumina, celulose, terra diatomácea e poliamida. Por ser um processo simples e econômico, sendo por este motivo a mais escolhida para acompanhamento de reações orgânicas, e pode ser usada tanto na escala analítica quanto na preparativa. (Figura 1.2). ( Tipos de Cromatografia. Acesso em: 31 de out. 2009).
A separação pode ser expressa como um fator de fator de retenção (Rf), definido como:
Onde o valor de Rf é a relação da distância percorrida pela fase móvel com a distância percorrida pelo solvente. Os valores ideais para Rf estão entre 0,4 e 0,6. (Prof. Renato Zanella, Thin Layer Chromatography. UFMS. Acesso em: 30 out.
Como o experimento foi feito três vezes obteve-se três valores de Rf da Cicloexanona, de diferentes horários, são eles:
é que a documentação do cromatograma é garantida. ( Dicas de cromatografia. Acesso em: 02 nov. 09)
O mecanismo da redução segue da seguinte maneira:
A cicloexanona é reduzida a ciclohexanol pelo hidrogênio e um catalisador metálico, pelo sódio em álcool, o agente redutor usado e o boroidreto de sódio onde o oxigênio do metóxido ataca boro que fica carregado negativamente, e o íon hidreto faz transferência, agindo como um nucleófilo. As etapas são repetidas até que todos os átomos de hidrogênio ligados ao boro tenham sido transferidos. (SOLOMONS & FRYHLE. Pág. 516)
Além da cromatografia em camada delgada (CCD), há diferentes formas de cromatografia devido a sua grande variabilidade de combinações entre a fase móvel e estacionária. A classificação dos métodos cromatográficos segue-se da seguinte maneira:
- Classificação pela forma física do sistema cromatográfico: Cromatografia Planar e Cromatografia em Coluna, onde essas se dividem em
Centrífuga, Camada Delgada e Papel; Líquida, Super Crítica e Gasosa respectivamente. ( Tipos de Cromatografia. Acesso em: 31 de out. 2009).
- (^) Cromatografia Planar:
1.1.1 Cromatografia Centrífuga : É uma cromatografia em camada delgada preparativa e acelerada centrifugamente com a utilização de uma aparelhagem chamada Chromatotron. (Figura 1.1). Esta foi desenvolvida pelos autores do Compendium of Organic Synthetic Methods. Substitui as CCD preparativas, pequenas colunas e HPLC. Com dimensões aproximadamente de 30 cm. US Patent no. 4139458. Pendentes em outros países. ( Tipos de Cromatografia. Acesso em: 31 de out. 2009).
1.1.2 Cromatografias em Papel (CP): Técnica de participação de líquido
- líquido, estando um deles fixado em um suporte sólido onde existe uma diferença de solubilidade das substâncias. O suporte é saturado em água e a partição se dá devida a presença de água em celulose (papel de filtro). Esse método é útil para separação de compostos polares, mais ou menos eficientes que a cromatografia em camada delgada. (Figura 1.3) ( Tipos de Cromatografia. Acesso em: 31 de out. 2009).
- Cromatografia em coluna:
2.1.. Cromatografia líquida: Nesta cromatografia o solvente (fase móvel) flui por ação de seu próprio peso, descendo através de um sólido adsorvente (fase estacionária), um pó finamente dividido que é empacotado na coluna. As substâncias movem a velocidades diferentes, como conseqüência da combinação de dois fatores: o grau de adsorção na superfície do adsorvente e o grau de solubilidade no solvente. Quanto mais fortemente adsorvente for uma substância, mais lentamente ela se moverá; e quanto mais solúvel for uma substância, mais rapidamente ela se moverá. As fases estacionárias, em geral, têm forte afinidade por substâncias polares; substâncias polares são fortemente retidas, enquanto as pouco polares são facilmente
2.1...1... Cromatografia Líquida Clássica: “Bastante utilizada no isolamento de produtos naturais e na purificação de produtos de reações químicas. Os líquidos são separados por adsorção, enquanto os sólidos são separados por partição. A fase móvel passa diversas vezes pela coluna.” (Fracalossi, C.C.C. Acesso em : 02 nov. 2009). ( Tipos de Cromatografia. Acesso em: 31 de out. 2009).
2.1...2... Cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE): “ Técnica cromatográfica distinguida por usar a fase móvel à alta pressão. O uso de pressões elevadas permite uma redução no diâmetro das partículas da fase estacionária, localizada no interior da coluna cromatográfica. O uso de par�culas menores (na ordem de 5,0 μm) no recheio da coluna resulta em uma área superficial (o sítio de adsorção) maior, o que promove uma separação mais eficiente dos componentes da amostra. Essa "miniaturização" das partículas da coluna permite o uso de colunas menores, volumes menores de amostras e um gasto menor de fase móvel. Assim sendo, em cromatografia líquida de alta eficiência trabalha-se na faixa dos microlitros (μL). Hoje em dia são oferecidos, também as máquinas da chamada CLUE - Cromatografia Líquida de Ultra Eficiência (Em inglês, UPLC), que trabalham com partículas de colunas ainda menores (até 0,01 μm) e pressões ultra-elevadas (da ordem de 15.000 psi).” (Figura 1.5) ( Cromatografia líquida de Alta eficiência. Acesso em: 02 nov. 2009).
2.2.. Cromatografia Gasosa:
2.2...1... Cromatografia Gasosa Clássica: A fase móvel é um gás inerte, normalmente nitrogênio, hélio ou hidrogênio. Se a fase estacionária é um líquido se tem a cromatografia gás-líquido ou cromatografia de partição, se a fase estacionária é um sólido se tem a cromatografia gás-sólido ou cromatografia de adsorção. Em qualquer dos casos a coluna pode ser de empacotamento ou capilar aberta de sílica fundida. Deve-se conhecer a resolução e a eficiência da coluna para a amostra a ser analisada. Define-se resolução de uma coluna como a sua capacidade de separar satisfatoriamente dois picos adjacentes; e eficiência de uma coluna é definida como sua capacidade de produzir picos estreitos e agudos. Na cromatografia gasosa existem diferentes detectores
que devem ser selecionados de acordo com a mistura a ser separada. ( Cromatografia Gasosa (CG). Acesso em: 02 nov. 2009.)
2.2...2... Cromatografia gasosa de Alta Resolução(CGAR):“ Técnica analítica mais utilizada_._ O principal mecanismo de separação da cromatografia gasosa está baseado na partição dos componentes de uma amostra entre a fase móvel gasosa e a fase estacionária líquida. A utilização de fases estacionárias sólidas, as quais levariam à separação por adsorção, apresenta poucas aplicações. Possui alto poder de resolução, e tem a possibilidade de detecção em escalas de nano e picogramas.” ( Tipos de Cromatografia. Acesso em: 31 de out. 2009).
Outros métodos cromatografia, além dessas, tais como camada delgada com fase quimicamente ligada (CCD-FL), Gasosa com fase quimicamente ligada (CGFL), Sólida com fase móvel supercrítica (CSS), CSS com fase quimicamente ligada (CSFL), Exclusão (CE), Líquida com fase quimicamente ligada (CLFL), troca iônica (CTI) e Bioafinidade (CB). ( Introdução a métodos cromatográficos. Acesso em: 02 nov.2009)
- Classificação pela fase estacionária utilizada: sólidas, líquidas e quimicamente ligadas. ( Tipos de Cromatografia. Acesso em: 31 de out. 2009).
- Classificação pelo modo de separação:
2.1...3... Adsorção: O soluto é retido pela superfície da fase estacionária através de interações químicas ou físicas. 2.1...4... Participação: O soluto se dissolve na parte líquida que envolve a superfície do suporte sólido.
- CONSTANTINO, M.G; SILVA, G.V.J; DONATE, P.M. Fundamentos de Química Experimental. EDUSP – Editora da Universidade de São Paulo, 2004. São Paulo. Pág. 201, 202, 203 e 204.
- Cromatografia Gasosa (CG). Disponível em: h�p://www.pucrs.br/quimica/ professores/arigony/cromatografia_FINAL/cg.htm. Acesso em: 02 nov. 2009.
- Cromatografia líquida de Alta eficiência. Disponível em: h�p:// pt.wikipedia.org/wiki/Cromatografia_l%C3%ADquida_de_alta_efici%C3%AAnia. Acesso em: 02 nov. 2009.
- Cromatografia um breve ensaio. Disponível em: h�p://qnesc.sbq.org.br/online/ qnesc07/atual.pdf. Acesso em: 31 out. 09.
- Dicas de cromatografia. Disponível em: h�p://www.micronal.com.br/ ar�gostecnicos/dicas_cromatografiaPlanar_jun2004.htm. Acesso em: 02 nov. 09.
- Fracalossi, C.C.C. Cromatografia. Disponível em : h�p:// bioquibrincando.blogspot.com/2008/11/cromatografia.html. Acesso em: 02 nov.
- GAUTO, M.A. Cromatografia. Disponível em: h�p://domfeliciano- sec.dyndns.org/marcelo.antunes/cromatografia.htm. Acesso em : 02 nov.2009.
- História da cromatografia. Disponível em: www.spq.pt/bole�m/docs/ bole�mSPQ_100_051_28.pdf. Acesso em: 30 out. 2009.
- Introdução a métodos cromatográficos. Disponível em: h�p:// www.slideshare.net/b.cortez/cromatografia-princpios-cg. Acesso em: 02 nov.
- Libertador Efeito Gelo. Disponível em: h�p://docs.google.com/gview? a=v&q=cache:QzyiR_JqSmsJ:www.henkel.pt/ptp/content_data/ 86918_Folleto_8040.pdf+efeito+capilar&hl=ptBR&gl=br&sig=AFQjCNE4EP8XLzuUldxLv pHl5IOcKumcoA. Acesso em: 01 nov.2009.
- MASTERTON, W.L.; SLOWINSKI, E.J.; STANITSKI, C.L. Princípios de Química. Vol. 1. Pág. 18.
- Princípio de operação Cromatografia em Camada Delgada (CCD). Disponível em: h�p://pt.wikipedia.org/wiki/Cromatografia. Acesso em: 30 out.
- Prof. Renato Zanella, Thin Layer Chromatography. UFMS. Disponível em: h�p://w3.ufsm.br/larp/media/camada_delgada_teoria.pdf_._ Acesso em: 30 out.
- SKOGG, D.A., WEST, D.M. HOLLER, F.J. , Fundamentos of Analytical Chemistry. 1992, 6º ed.
- SOLOMONS, T.W.G. , FRYHLE, C.B. , Química Orgânica. 2006, vol.1, pág.
- Tipos de cromatografias. Disponível em: www.colegionobre.com.br/material/ streamfile.asp?imageid=1799_._ Acesso em 30 out. 2009.
gradiente é fácil. O solvente é regenerado podendo ser re-utilizado) gera bandas circulares de separação dos componentes que são removidos juntamente com o solvente para um tubo de recepção.” ( Tipos de cromatografias. Acesso em: 30 out.2009).
Figura 1.2 (GAUTO, M.A.Acesso em: 02 nov. 2009): Princípio de operação Cromatografia em Camada Delgada (CCD): “ Ocorre a retenção das substâncias devida a absorção sofrida na superfície da fase estacionária. Utiliza-se uma placa de vidro ou metal como suporte e geralmente sílica gel, alumina, terra diatomácea ou celulose como fase estacionária. a mistura é aplicada na placa de vidro coberta com sílica (fase estacionária), a placa de vidro é colocada em um cuba contendo a fase móvel. Esta fase móvel (solvente) sobe por capilaridade e arrasta a substância menos adsorvida separando-a das substâncias mais adsorvidas. Como a maioria das substâncias separadas são incolores, utiliza-se um revelador.” ( Princípio de operação Cromatografia em Camada Delgada (CCD). Acesso em: 30 out. 2009.)
(Prof. Renato Zanella, Thin Layer Chromatography. UFMS. Acesso em: 30 out. 2009)
Figura 1.3 : Princípio de operação Cromatografia em Papel (CP): “ Utiliza-se pequena quantidade de amostra (microgramas a miligramas). As manchas podem ser reveladas por meio de luz UV, (vapores de iodo, soluções de cloreto férrico e tiocianoferrato de potássio, etc). Cromatografia em papel com fase normal (papel é saturado com a fase estacionária polar, p. ex. água) e com fase reversa (papel é tratado com outro líquido, p.ex.: acetona e dimetilformamida, parafina, óleo, silicone, solventes orgânico).”( Tipos de cromatografias. Acesso em: 30 out. 2009)
