Cromatografia em camada delgada

1. OBJETIVO EXPERIMENTAL

Conhecer, de forma prática, a técnica sólido-líquido de separação e identificação dos componentes de uma mistura – cromatografia líquida em camada delgada.

2. INTRODUÇÃO

Os métodos mais modernos, eficientes e elaborados de separação de misturas envolvem cromatografia. Esta é definida como a separação de uma mistura de dois ou mais compostos ou íons por distribuição entre duas fases, uma das quais é estacionaria, e a outra, se move, é também utilizada para identificar os componentes de uma mistura. Vários tipos de cromatografia são possíveis, dependendo da natureza das duas fases envolvidas: métodos cromatográficos sólido-líquido (coluna, camada delgada e papel), líquido-líquido (líquida com alta eficiência) e gás-líquido (com uma fase gasosa) são comuns. [1]

Todos os métodos cromatográficos funcionam mais ou menos com o mesmo princípio, extração com solvente. Os métodos dependem, basicamente, das solubilidades ou das adsortividades diferenciais das substâncias a serem separadas em relação a duas fases entre as quais elas se particionam.[1] Escolhendo de forma adequada a fase estacionária e a fase móvel, pode-se fazer com que os componentes da mistura sejam arrastados ordenadamente. Os componentes com pouca afinidade pela fase estacionária são arrastados facilmente pela fase móvel e aqueles com maior interação ficam retidos. As partículas de sólido adsorvem os componentes da mistura devido à ação de diversas forças intermoleculares, as quais podem variar conforme o seu tipo. Uma ordem aproximada para a força destas interações é a seguinte: formação de sais > coordenação > ligação hidrogênio > dipolo-dipolo > Van der Waals. [2]

A cromatografia de camada delgada (CCD) é uma técnica muito importante para a separação rápida e análise qualitativa de pequenas quantidades de materiais. É idealmente apropriado para a análise de misturas e produtos de reação em experimentos de grande e pequena escala. [1] Mas também pode ser utilizada de modo quantitativo e neste caso é chamada de CCD preparativa. É usada para determinar o grau de pureza de um composto, identificar componentes em uma mistura comparando-as com padrões, acompanhar o progresso de uma reação pelo aparecimento dos produtos e desaparecimento dos reagentes, acompanhar uma cromatografia em coluna, e para isolar componentes puros de uma mistura (preparativa). [2]

A Cromatografia de camada delgada é uma técnica de partição sólido-líquido onde a fase móvel é forçada a ascender uma camada fina de adsorvente que cobre um suporte de apoio. Um suporte coberto e seco é denominado placa de camada fina (ou delgada). A amostra é aplicada em um ponto pequeno próximo à base da placa, com aplicações sucessivas de uma solução da mistura, utilizando um capilar. Em seguida é colocada verticalmente em um recipiente que contém uma pequena quantidade de solvente adequado a separação. Quando o solvente sobe a placa, a amostra se particiona entre a fase líquida, móvel e a fase estacionária, sólida. Durante este processo os vários componentes a mistura se separam. A separação baseia-se na interação entre as fases, as substâncias menos polares avançam mais depressa que as substâncias mais polares e a separação ocorre devido às diferenças de velocidade dos componentes que sobem a placa. Quando muitas substâncias estão presentes em uma mistura, cada uma tem solubilidade e absortividade características, que dependem dos grupos funcionais da estrutura. Em geral, a fase estacionária é fortemente polar e liga-se fortemente a substâncias polares. A líquida, móvel, é usualmente menos polar do que a adsorvente e dissolve mais facilmente substâncias menos polares e, até mesmo, apolares. Assim, as substâncias mais polares sobem lentamente, ou nem sobem, e as substâncias apolares sobem mais rapidamente se o solvente é suficientemente apolar. [1]

Após o desenvolvimento da placa de camada fina, ela é removida da câmara para secar completamente. Se a mistura original se separou, existirá uma série vertical de manchas na placa. Cada mancha corresponde a um componente separado da mistura. Se os componentes da mistura forem coloridos, várias manchas serão claramente visíveis após o desenvolvimento. No entanto o mais comum é que as manchas não sejam visíveis, devido às substâncias não serem coloridas. Neste caso deve-se utilizar um método de visualização. Com frequência as manchas podem ser vistas sob luz ultravioleta, por meio de lâmpadas deste tipo; e por vapor de iodo, onde coloca-se a placa por algum tempo em uma câmara que possui cristais de iodo, que reage com vários compostos adsorvidos na placa para formar complexos coloridos claramente visíveis. [1]

Um parâmetro muito usado na CCD é o fator de retenção de um composto (Rf). Este é função do tipo de suporte empregado, do eluente, da espessura da camada do suporte e da quantidade relativa do material aplicado na placa cromatográfica. É definido como a razão entre a distância percorrida pela mancha do componente e a distância percorrida pelo eluente. Portanto:

Rf = dc / de

Onde,

dc = distância percorrida pelo componente da mistura;

de = distância percorrida pelo eluente.

Quando as condições forem completamente específicas, o valor de Rf é constante para qualquer composto dado e correspondente a uma propriedade física. No entanto, este valor deve apenas ser tomado como guia, já que existem vários compostos com o mesmo Rf. [2]

Imagem 1 – Etapas da cromatografia de camada delgada [3]

3. MATERIAIS E REAGENTES

Cromatoplacas;

Equipamento para a preparação de placas de CCD (carrinho);

Estufa (100 ºC);

Capilar de vidro (médio diâmetro);

Sílica em gel;

Hexano (30 mL)

Solução de hexano e acetato 10%;

Cubas de eluição (copo de vidro c/ uma tampa);

Lâmpada de luz UV/visível;

Cristais de Iodo.

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

4.1. Preparação Mecânica de Cromatoplacas (0,5 mm de espessura)

Antes