UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Decana de América)Informe Nº4: CROMATOGRAFÍA DE

COMPUESTOS ORGÁNICOS

INDICE

I. INTRODUCCION.......................................................................................................................... 1

II. MARCO TEÓRICO........................................................................................................................ 3

¿EN QUÉ CONSISTE?.............................................................................................................................3PARTES DE UN SISTEMA CROMATOGRAFICO.........................................................................4CONCEPTO DE RF....................................................................................................................................6TIPOS DE CROMATOGRAFÍA..................................................................................................................6

a. CROMATOGRAFIA EN PAPEL......................................................................................................6b. CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA (CCF)......................................................................................7c. CROMATOGRAFIA DE COLUMNA...............................................................................................8d. CROMATOGRAFÍA DE GAS.........................................................................................................9e. CROMATOGRAFIA DE INTERCAMBIO IÓNICO............................................................................9f. CROMATOGRAFIA DE LÍQUIDOS DE ALTA RESOLUCIÓN (HPLC).................................................9g. CROMATOGRAFIA DE PERMEACION EN GEL (GPC).................................................10h. CROMATOGRAFIA DE AFINIDAD...................................................................................10i. CROMATOGRAFIA GAS- LIQUIDO..................................................................................10

III. OBJETIVOS........................................................................................................................ 11

IV. MATERIALES..................................................................................................................... 11

V. PROCEDIMIENTO.................................................................................................................. 11

VI. RESULTADOS................................................................................................................... 12

VII. CUESTIONARIO................................................................................................................ 12

IX. BIBLIOGRAFIA.................................................................................................................. 17

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I. INTRODUCCION

Aunque esta palabra es usada en diferentes campos su fundamento en química es la separación de diferentes tipos de moléculas cuando desciende por una columna o atraviesa una delgada capa de material inerte.

 es una técnica muy utilizada en diferentes áreas de la ciencia, pues permite la separación de los distintos componentes de una mezcla gracias a dos efectos contrarios que gobiernan la técnica.

El fenómeno que hace referencia a la migración de los distintos componentes de una mezcla a lo largo de la fase estacionaria, empujada por la fase móvil, se le conoce con el nombre de elución, este es el efecto que se visualizó en el momento de la experimentación.

La cromatografía se puede usar también, además de para separar, para conocer el número de componentes que tiene la mezcla para poder posteriormente identificarlos a través de la comparación de diferentes patrones (cromatografía analítica). Como ya habíamos comentado, se usa principalmente para la separación de mezclas, ya sean estas a pequeña o gran escala, además de cómo método para purificar, conocido como cromatografía preparativa.

Existen diferentes tipos de cromatografías, las cuales se diferencian y dependen de las fases estacionarias (ya sea sólida o líquida), así como de la fase móvil (ya sea líquida o gaseosa), así podremos diferenciar diferentes tipos de cromatografía, donde sus nombres indican la naturaleza de las diferentes fases que la forman.

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II. MARCO TEÓRICO

¿En qué consiste?

La cromatografía comprende un conjunto de técnicas que tienen como finalidad la separación de mezclas basándose en la diferente capacidad de interacción de cada componente en otra sustancia. De forma general, consiste en pasar una fase móvil (una muestra constituida por una mezcla que contiene el compuesto deseado en el disolvente) a través de una fase estacionaria fija sólida. La fase estacionaria retrasa el paso de los componentes de la muestra, de forma que los componentes la atraviesan a diferentes velocidades y se separan en el tiempo. Cada uno de los componentes de la mezcla presenta un tiempo característico de paso por el sistema, denominado tiempo de retención. Cuando el tiempo de retención del compuesto deseado difiere del de los otros componentes de la mezcla, éste se puede separar mediante la separación cromatográfica.

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 pequeñas.

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PARTES DE UN SISTEMA CROMATOGRAFICO

Todas las técnicas cromatograficas dependen de la distribución de los componentes de la mezcla entre dos fases inmiscibles:

- fase móvil llamada activa, que trasporta las sustancias que se separan, esta puede ser un líquido o un gas. La fase móvil consiste en la muestra que está siendo separada/analizada y el disolvente, que se mueve por el interior de la columna de cromatografía (fase estacionaria)

- Fase estacionaria Lo constituyen las sustancias adsorbentes que generalmente se depositan sobre la placa de vidrio o columna de vidrio, en el caso de la cromatografía en papel, el papel Whatman.

cetona CCl4 metanol

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Todos los sólidos finamente pulverizados tienen el poder de absorber en mayor o menor grado otras sustancias sobre su superficie y similarmente, todas las sustancias pueden ser adsorbidas, unas con más facilidad que otras. Este fenómeno de adsorción selectiva es el principio fundamental de la cromatografía.

papel whatman gel silice resinas de intercambio ionico

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CONCEPTO DE RF Rf es el registro, es una relación de sustancias y se define como:

Rf=(a )distancia querecorre lamuestra desde el punto deapliacion(b )ditancia querecorre el disolvente hasta el frente del eluyente

TIPOS DE CROMATOGRAFÍAa. CROMATOGRAFIA EN PAPEL

En la cromatografía sobre papel, las interacciones del soluto con el papel hacen que los compuestos se desplacen a velocidades diferentes.

Una pequeña mancha de disolución que contiene la muestra se aplica sobre una tira de papel cromatográfico a una distancia aproximada de un centímetro de la base. La muestra es adsorbida en el papel. Esto significa que la muestra entra en contacto con el papel y puede establecer interacciones. El papel es sumergido en un disolvente adecuado (etanol o agua) e introducido en un contenedor cerrado. A medida que el disolvente asciende por el papel, encuentra la muestra que empieza a viajar por el papel con el disolvente. Los diferentes compuestos de la muestra recorren distancias diferentes dependiendo de la fuerza de sus interacciones químicas con el papel. La cromatografía en papel requiere algún tiempo, habitualmente se necesitan varias horas para completarse.

El cromatograma final puede ser comparado con otros de mezclas conocidas a fin de identificar los componentes de la muestra. La cromatografía en papel de dos dimensiones consiste en desarrollar el cromatograma en un disolvente, girar el papel 90º y desarrollar el cromatograma en un disolvente diferente. Es útil para separar mezclas complejas de compuestos similares.

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Actualmente, la cromatografía en papel se utiliza poco y ha sido ampliamente reemplazada por la cromatografía en capa fina. No obstante, todavía se utiliza como una poderosa herramienta pedagógica.

b. CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA (CCF)

En este caso se utiliza una placa que es una lámina de vidrio, metal o plástico recubierta con la fase estacionaria (gel sílice o alúmina) manteniendo un pequeño espesor constante a lo largo de la placa. Se deposita una pequeña cantidad de la muestra problema en disolución en un punto en la parte inferior de la placa. El eluyente (la disolución) ascenderá, por capilaridad, por la placa y arrastrara los componentes a lo largo de esta produciendo “manchas” de los componentes.

En la cromatografía en capa fina, el grado de elución de las sustancias depende tanto de su propia polaridad como de la polaridad del eluyente utilizado.

La CCF es una técnica analítica y tiene como objetivo el análisis de una mezcla de componentes

Hay adsorbentes que contienen un indicador de fluorescencia para facilitar la identificación de muestras. Si no se usa indicador y los componentes no son coloridos, se requerirán otras técnicas de revelado.

Eluyentes más comunes para cromatografía en capa fina

éter de petróleo - cloruro de metilenon-hexano - acetato de etilociclo hexano - acetonatolueno - rso-propanoldietil-éter - etanolf-butil-éter - metanolcloroformo - ácido acético

Reveladores más comunes para cromatografía en capa fina

Las manchas de color son, por supuesto, inmediatamente visibles; las incoloras pueden revelarse mediante:

cromatografia de papel

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Luz UV: si la sustancia absorbe luz ultravioleta, se puede usar una fase estacionaria impregnada con un indicador fluorescente (F25a ó F366), el número que aparece como subíndice nos indica Ia longitud de onda de excitación del indicador utilizado" La introducción de la placa en vapores de yodoEl rocío con una solución de agualH2SOa 1 :1 (dentro de un compartimiento especialmente protegido y bajo una campana de extracción de gases). Después calentar intensamente, por ejemplo, con un mechero. hasta carbonizar los compuestos.

Adsorbentes más comunes para cromatografía en capa fina.

Gel de sílice (se utiliza en el 80% de las separaciones)Oxido de Aluminio ó Alúmina (ácida, neutra ó básica)Celulosa (Nativa o micro-cristalina)Poliamidas

Para la selección del adsorbente deber tomar las siguientes consideraciones:

PolaridadTamaño de partículaDiámetroÁrea SuperficialHomogeneidad Pureza

c. CROMATOGRAFIA DE COLUMNA

Es una técnica de purificación, puesto que permite aislar los compuestos deseados de una mezcla.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.

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d. CROMATOGRAFÍA DE GAS

Es una técnica cromatográfica en la que la muestra se volatiza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatográfica. La elución se produce por el flujo de una fase móvil de gas inerte.

e. CROMATOGRAFIA DE INTERCAMBIO IÓNICO

Se trata de una cromatografía en columna que utiliza una fase estacionaria con sustancias con componentes con carga eléctrica. Se utiliza para separar compuestos cargados, incluyendo aminoácidos, péptidos y proteínas. La fase estacionaria es normalmente una resina de intercambio iónico que contiene grupos funcionales cargados que interaccionan con grupos cargados de signo opuesto del compuesto que se quiere retener. Puede ser:

1. Intercambiador de iones cargado positivamente (intercambiador de aniones), que interacciona con aniones

2. Intercambiador  de iones cargado negativamente (intercambiador  de cationes), que interacciona con cationes

Los compuestos retenidos se pueden eluir de la columna por gradiente de elución o por elución isocrática con un cambio de la concentración salina o del pH. La cromatografía de intercambio iónico es muy utilizada para purificar proteínas.

f. CROMATOGRAFIA DE LÍQUIDOS DE ALTA RESOLUCIÓN (HPLC)

Se suele denominar HPLC, y es una forma de cromatografía en columna que se utiliza a menudo en bioquímica y química analítica. La muestra problema es forzada a pasar a través de una columna (fase estacionaria) por un líquido (fase móvil) a elevada presión, lo que disminuye el tiempo que los componentes separados permanecen en la fase estacionaria, y por lo tanto, el tiempo de difusión dentro la columna. En la SALIDA de la comuna existe un detector que indica la cantidad de soluto que está SALIENDO. Este proceso de difusión dentro la columna comporta la aparición de picos anchos y pérdida de resolución. El hecho de estar menos tiempo en la columna se traduce en picos más estrechos en el cromatograma resultante así como una mayor resolución y sensibilidad.

Otra manera de disminuir el tiempo que la muestra está dentro de la columna es utilizar un gradiente de disolventes, que consiste en cambiar la composición de la fase móvil a fin de acelerar la salida de la muestra del interior de la columna. Se pueden considerar dos tipos:

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Fase normal

Se utiliza una fase estacionaria polar y una fase móvil apolar, y se usa principalmente cuando la muestra a analizar es de naturaleza apolar. Fue el primer tipo de HPLC, pero hoy en día ha sido muy desplazado por la fase reversa.

Fase reversaSe desarrolló debido al elevado número de biomoléculas polares.

La fase estacionaria es apolar y la fase móvil polar. Una de las fases estacionarias más empleadas es sílice tratada con RMe2SiCl, donde R es una cadena alquílica como CnH2n+1 . En este caso, para una determinada sustancia, el tiempo de retención aumenta con la polaridad de la fase móvil.

g. CROMATOGRAFIA DE PERMEACION EN GEL (GPC)

La cromatografía de permeación en gel se conoce también como cromatografía de exclusión por tamaño, porque separa las moléculas según su dimensión. Las moléculas pequeñas entran en un medio poroso y por tanto les cuesta más SALIR de la columna, dejando las partículas más grandes eluir primero. La GPC es una técnica muy empleada para determinar la distribución del peso molecular en polímeros, aunque suele proporcionar baja resolución.

h. CROMATOGRAFIA DE AFINIDAD

La cromatografía de afinidad se basa en interacciones no covalentes selectivas entre la muestra y moléculas específicas. Es muy específica, pero no muy consistente. Se utiliza mucho en bioquímica para la purificación de proteínas.

i. CROMATOGRAFIA GAS- LIQUIDO

La cromatografía gas-líquido se fundamenta en el reparto del equilibrio de la muestra a analizar entre una fase estacionaria líquida y una fase móvil gaseosa. Es una técnica útil para una gran variedad de mezclas no polares, pero es poco eficiente para moléculas termolábiles

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III. OBJETIVOS

Conocer los fundamentos de la cromatografía en capa fina.

Realizar una cromatografía en capa fina del ácido acetil salicílico,

para comparar la pureza de la muestra.

IV. MATERIALES

Papel whatman

Cetona

Tetracloruro de carbono

Plumón negro y rojo

Vaso Baker

Tubos de prueba

V. PROCEDIMIENTO

1. Se vierte en un deposito cetona con tetracloruro ambas en una misma

cantidad (1:1), Tener cuidado de no llenar demasiado el deposito ya que

el papel no debe mojarse en su totalidad.

2. En un papel whatman se coloca 2 puntos la parte inferior del papel,

estos se colocan uno sobre otro.

3. Sumergir el papel en el depósito con la mezcla mencionada.

4. Esperar el tiempo necesario para que el color ascienda. Y comparar

resultados.

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VI. RESULTADOS

Hemos obtenido que nuestra relación de flujo (RF) es lo mismo tanto

para nuestro solvente y nuestra sustancia.

Se pudo obtener los colores que componen la mancha inicial.

VII. CUESTIONARIO

1. ¿qué es una serie elulotropica?

Una serie eluotrópica es un listado de varios compuestos ordenados

según su poder de elución para un  adsorbente  dado; es un rango de

sustancias de diferentes polaridades que actúan como fase móvil y que

permiten observar un mejor desplazamiento sobre una fase

estacionaria. Tales series son útiles para determinar los disolventes 

necesarios en la cromatografía  de

una mezcla de compuestos químicos. Normalmente tales

series comienzan con disolventes no-polares, como el n-hexano, y

finalizan en disolventes polares como metanol o agua. El orden de

disolventes en una serie eluotrópica depende a la vez de la  fase

estacionaria  así como del compuesto empleado para determinar el

orden. La fuerza de elución, fuerza eluyente, o fuerza elutrópica (εº), de

un disolvente es una medida de la energía de adsorción del disolvente

tomando como referencia el sistema pentano-sílice pura al que se

asigna el valor 0. Dicha fuerza indica la facilidad del disolvente para

formar  enlaces de hidrógeno con las moléculas que queremos extraer,

la cual depende de su constante dieléctrica o de su momento dipolar 

2. Mencione las aplicaciones de la cromatografía por HLPC y la

cromatografía de gases.

La Cromatografía líquida de alta eficacia o High performance

liquid chromatography (HPLC) es un tipo de cromatografía en columna

utilizada frecuentemente en bioquímica y química analítica. El HPLC

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es una técnica utilizada para separar los componentes de una mezcla

basándose en diferentes tipos de interacciones químicas entre las

sustancias analizadas y la columna cromatografías

Es una técnica aplicada principalmente para los materiales menos

volátiles e iónicos; análisis cuantitativo de multicomponentes.

La cromatografía de gases es una técnica cromatografícas en la

que la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna

cromatografícas. La elución se produce por el flujo de una fase móvil de

gas inerte. Éste consta de diversos componentes como el gas portador,

el sistema de inyección de muestra, la columna (generalmente dentro de

un horno), y el detector.

esquema de un aparato HPLC

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La GC tiene dos importantes campos de aplicación.

1. Por una parte su capacidad para separar mezclas orgánicas

complejas, compuestos organometálicos y sistemas bioquímicos.

2. Su otra aplicación es como método para determinar cuantitativa y

cualitativamente los componentes de la muestra.

Para el análisis cualitativo se suele emplear el tiempo de retención, que es

único para cada compuesto dadas unas determinadas condiciones (mismo gas

portador, rampa de temperatura y flujo), o el volumen de retención. En

aplicaciones cuantitativas, integrando las áreas de cada compuesto o midiendo

su altura, con los calibrados adecuados, se obtiene la concentración o cantidad

presente de cada analito.

3. Diga que es la electroforesis y cuál es su fundamento

La electroforesis es un método de laboratorio en el que se utiliza una corriente eléctrica controlada con la finalidad de separar biomoléculas según su tamaño y carga eléctrica a través de una matriz gelatinosa.

         Fue empleado por primera vez por  en el año 1937, pero su importancia vino a incrementarse cuando en los años cincuenta E. L.Durrum y Arne W.K. Tiselius , impulsaron la electroforesis de zona, nombre que se asignó a la separación de materiales en un campo eléctrico en presencia de algún tipo de soporte; aunque este término se limitó originalmente al análisis de coloides y partículas submicroscopicas

cromatografo de gases

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, se ha convertido en estos últimos años en una metodología aplicada a sustancias de bajo peso molecular.

Fundamento.        Cuando una mezcla de moléculas ionizadas y con carga neta son colocadas  en un campo eléctrico, estas experimentan una fuerza de atracción hacia el polo que posee carga opuesta, dejando transcurrir  cierto tiempo las moléculas cargadas positivamente se desplazaran hacia el cátodo (el polo negativo) y aquellas cargadas positivamente se desplazaran hacia el ánodo (el polo positivo).         El movimiento de las moléculas está gobernado también por dos fuerzas adicionales; inicialmente la fricción con el solvente dificultará  este movimiento originando una fuerza que se opone , por otro lado  las moléculas tienen que moverse en forma aleatoria o movimiento browniano debido a que poseen energía  cinética propia denominado  difusión.  La energía cinética de las moléculas aumenta con la temperatura, por ello a mayor temperatura mayor difusión.      

La suma de todas estas fuerzas provoca que las moléculas no migren de una manera homogénea, de tal manera que, si las moléculas son colocadas en un cierto lugar de solución, los iones comenzaran a moverse formando un frente cuya anchura aumentara con el tiempo.         Para reducir la anchura de este frente podemos reducir el movimiento de las moléculas empleando un medio que oponga mas resistencia a dicho movimiento. Una forma común de hacer esto es formar un gel. El gel consiste de un polímero soluble de muy alto peso molecular que atrapa moléculas de agua y forma un tamiz  que dificulta el movimiento de los solutos, consecuentemente, la migración electroforética de las moléculas será más lenta, pero el ensanchamiento del frente se verá reducido también.

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VIII. CONCLUSIONES

*Observamos la propiedad de capilaridad de papel whatman.

*Después de dejar reposar la fase estacionaria observamos que la “mancha”

recorrió una distancia de 3cm y se visualizó la composición de colores de la

“mancha”

*La distancia recorrida por sustancia no necesariamente es diferente a la

distancia recorrida por el solvente.

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IX. BIBLIOGRAFIA

Páginas web:

http://www.quimica.uchile.cl/cromatografia-de-gases-y-sus- aplicaciones/

http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/8248/4/ T4cromatliquid.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=6PZGWMc47NA&hd=1 IRAZABAL, C. y IRAZABAL, A. QUIMICA ORGANICA

LABORATORIO II E.M.D.P, Editorial Cobo.

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