RELATORIO Cromatografia Em Papel

INTRODUÇÃO TEÓRICA:

Em alguns ramos da ciência, especialmente na química, há a necessidade de saber a composição das soluções com as quais se trabalha. Muitas técnicas são conhecidas para cumprir tal carência. A maioria delas é baseada na afinidade entre compostos. Uma das mais utilizadas é a cromatografia. Esta é uma técnica criada pelo botânico russo Mikhail Semyonovich Tswet no ano de 1900, durante pesquisas com clorofila.

Consiste em uma técnica de separação de misturas e identificação de seus componentes. A separação por sua vez, depende da diferença de afinidade entre o analito da fase móvel e a fase estacionária. Por sua vez, a afinidade entre esses diferentes compostos (da mistura e do eluente), depende das forças intermoleculares, incluindo iônica, bipolar, apolar entre outros.

Para entender melhor em que se baseia a cromatografia, é comum fazer analogia à um grupo de insetos composto de abelhas e moscas que sobrevoam uma flor. Enquanto as abelhas apresentam maior “afinidade” com a flor e são atraídas por elas, as moscas passaram sem desvios.

Há diversos tipos de cromatografias disponíveis para a realização dos mais diversos experimentos. Eles podem ser classificados de acordo com:

-Sistema Cromatográfico: pode ocorrer de duas formas básicas: em coluna (como a cromatografia líquida e a gasosa), ou na forma planar (como a cromatografia em camada delgada e a de papel, que será vista mais profundamente).

-Fase Móvel: a fase móvel pode se apresentar de diversas maneiras, sendo as mais comuns na forma de gás (pressurizado ou não) e líquido.

- Fase Estacionária: também se apresenta na forma líquida, gasosa ou quimicamente ligada.

A cromatografia de papel (mais conhecida como CP) é uma técnica de partição, ou seja, o processo é baseado na diferença de solubilidade da fase estacionária líquida na fase estacionária, também líquida. O eluente é uma mistura de dois ou mais líquidos que percorrem a fase estacionária suportada no papel absorvente. Ocorre a retenção das moléculas devido à diferença de solubilidade e/ou afinidade eletrostática existente entre elas.

Esse tipo de cromatografia é amplamente utilizada pois requer poucos recursos e pouca experiência do realizador do experimento.

OBJETIVOS:

A prática objetiva avaliar os diversos efeitos de interação existentes entre as fases móvel e estacionária na cromatografia de papel. Estudou-se a influência da polaridade e da alcalinidade do meio sob a fase estacionária, composta basicamente por indicadores ácido/base amplamente utilizados no ramo da química.

PROCEDIMENTO EXPERIMETAL:

Em um Becker com capacidade volumétrica de 250 ml foi preparada a fase móvel, composta por 60 ml de álcool butílico normal 99%, 20 ml de álcool etílico 95% e 20 ml de hidróxido de amônio-2N, totalizando 100 ml de solução para a fase móvel.

A fase estacionária foi preparada com solução de indicadores ácido/base, composta por: - Vermelho de Fenol; - Vermelho de Metila; - Alaranjado de Metila; - Azul de bromofenol;

Para fixação da fase móvel foi utilizado papel absorvente tipo Whatman nº1 de dimensões 11,8 cm x 15,2 cm. No papel, foram traçadas duas linhas paralelas no sentido longitudinal, formando uma faixa com 9,3 cm de largura, onde foram postas (com auxilio de capilares de vidro) as gotas de solução da fase estacionária, assim como gotas dos indicadores separadamente, sempre mantendo uma distância média de 3 cm entre as aplicações e com margem para a borda do papel de 1,6 cm.

Após, o papel foi cuidadosamente secado utilizando secador de cabelo convencional e colocado no interior da cuba, previamente saturada, contendo o eluente.

Decorrido o tempo necessário para que fossem percorridos os 9,3 cm (distância máxima-Dm-) de papel, ele foi novamente seco e foram feitas as medições das distâncias de retenção (Dr), com o auxílio de uma régua milimetrada, para cada amostra colocada na base do papel, para então calcular o Fator de Retenção (RF) pela Equação 01.

Equação 01: Cálculo do Fator de Retenção.

RESULTADOS E DISCUÇÕES:

As distâncias de retenção foram medidas entre a linha traçada na parte inferior do papel, onde foram depositadas as gotas da fase estacionária, e o centro da região superior respectiva de maior densidade colorimétrica, conforme Figura 01.

Figura 01: Papel absorvente com a fase estacionária.

As distâncias medidas foram descritas na Tabela 01.

COMPONENTE

DISTÂNCIA DE RETENÇÃO (cm)

Vermelho de Fenol

3,2

Vermelho de Metila

7,5

Alaranjado de Metila

0,0

Azul de Bromofenol

7,2

Mistura de Indicadores

7,5

Tabela 01: Distâncias de Retenção dos Indicadores.

Observa-se na Figura 01 a aplicação dos indicadores, em seqüência da esquerda para a direita: azul de bromofenol, alaranjado de metila, vermelho de metila, vermelho de fenol e, por último, uma gota de solução contendo todos os anteriores.

Observa-se a ausência de distância de retenção no indicador Alaranjado de Metila. Porém, apesar de ter sido arrastado pela fase móvel, ele não possui coloração, portanto, não foi possível fazer a medição. Para tal, seria necessário o uso de uma substância revelante, como Iodo, que não havia disponível para realização da prática.

Vale salientar que, por ser composta basicamente por alcoóis, a fase móvel da cromatografia é predominantemente polar. Além disso, a presença de hidróxido de amônio se fez necessária para que os indicadores assumissem coloração conhecida em meio básico, facilitando identificação dos mesmos. Aplicando a Equação 01 sobre os dados descritos na Tabela 01 para cada composto, é possível estimar a interação dos indicadores com a fase móvel através da Tabela 02:

COMPONENTE

FATOR DE RETENÇÃO:

Vermelho de Fenol

0,344

Vermelho de Metila

0,806

Alaranjado de Metila

0,000

Azul de Bromofenol

0,774

Mistura de Indicadores

0,806

Tabela 02: Valores do Fator de Retenção para os diferentes agentes indicadores.

Nota-se que o Fator de Retenção não necessita de qualquer unidade de medida, visto que é adimensional por resultar do quociente entre duas distâncias, ambas medidas na unidade métrica centímetro.

A grande variação nos dados apresentados na Tabela 02 indica, de acordo com a teoria da cromatografia, que há interações de diferentes em natureza e intensidade entre as fases utilizadas. Isso se deve às diferenças de polaridade e formato entre as moléculas.

O vermelho de metila apresentou maior distância de retenção e conseqüente maior fator de retenção. Isso se deve ao fato de ser a molécula com maior polaridade e ter maior afinidade com o eluente que as demais. Possui um grupamento carbonila em uma das extremidades e dois grupamentos metila na outra, conforme Figura 02.

Figura 02: Estrutura do Vermelho de Metila.

O segundo composto a apresentar maior fator de retenção foi o Azul de Bromofenol. Esse indicador possui uma região extremamente negativa, na qual se encontra grande concentração de átomos de oxigênio, tornando a molécula fortemente polar. Sua estrutura é representada na Figura 03.

Figura 03: Estrutura do Azul de Bromofenol.

O indicador com menor fator de retenção e conseqüente menor afinidade com a fase móvel utilizada foi o vermelho de fenol. Apesar de apresentar três grupamentos de oxigênio, eles se encontram diretamente opostos, torando a molécula simétrica e a menos polar dentre todas. É representada na Figura 04.

Figura 04: Estrutura do Vermelho de Fenol.

Como o alaranjado de metila não pode ser visualizado devido à falta de agente colorimétrico, não será avaliado.

A gota contendo solução de todos os indicadores juntos obteve fator de retenção igual ao fator do vermelho de metila, conforme esperado, já que cada composto percorre uma distância pré-determinada pela sua afinidade com a fase móvel. Logo, o composto da solução que percorre o maior caminho, definirá também, qual distância será desenvolvida pela solução.

CONCLUSÃO:

A cromatografia é, portanto, um método qualitativo prático, barato e seguro para determinar os compostos de uma solução. Tais vantagens se devem, principalmente, por se basear em uma característica imutável entre diferentes moléculas, que é a afinidade entre elas.

Essa propriedade não depende, salvo possíveis exceções, de fatores físicos como temperatura ou pressão ambiente, gerando um amplo leque de aplicações para tal técnica.

REFERÊNCIAS:

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc07/atual.pdf

http://www.explicatorium.com/CFQ7-Cromatografia.php

http://www.mea.pucminas.br/dissert/080-completo.pdf

http://www.ufpa.br/quimicanalitica/sindicador.htm

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