Datos, cálculos y resultados De acuerdo a lo experimentado se procede a calcular la constante Rf de cada compuesto
=
(1)
Con la ecuación (2) se calcula el error relativo de las constantes Rf encontradas
% % =
. − . .
∗ 100 100
(2) (2)
Los resultados son resumidos en la siguiente tabla.
Tabla 1. 1. Constante Rf calculada para cada proceso. Rf-Cromatografía de columna
TLC estándar*
Compuestos
Recorrid o del solvente (mm)
Recorrido del compuest o (mm)
Rf
Recorr Recorrid ido del o del solven compue te sto (mm) (mm)
Error relativo Rf
Fluoresceín a
25.1
32.0
0.784
21.0
28.0
0.750
-4.34%
Azul de metileno
1.50
32.0
0.0468
1.80
28.0
0.0623**
33.1%
*El Rf de cromatografía de capa delgada estándar es considerado el valor que se obtuvo antes de realizar el proceso de separación en la columna, este fue realizado en silica soportada en alumino con etanol como fase móvil. **Este valor es hallado corriendo el compuesto en la misma fase estacionaria y mismas condiciones ambientales, pero se cuenta con una mezcla ácido acético: agua 1:1 como fase móvil.
Discusión La cromatografía de capa delgada o TLC (Thin-Layer Chromatography) es la más simple de toda la gran variedad de métodos usados para el análisis de mezclas, la separación de esta misma y el seguimiento de reacciones además de la identificación número de componentes y su pureza. 1 La TLC en consiste en la adecuación de una placa normalmente de gel de sílice llamada fase estacionaria, a la cual se adicionan pequeñas cantidades de las mezclas analizadas. En un vaso con un solvente al cual se le da el nombre la fase móvil, se pone la placa. Los componentes de la mezcla migran a diferentes velocidades durante el movimiento de la fase móvil a través de la fase estacionaria 2 como muestra la imagen 1, cuando la fase móvil se ha movido una distancia apropiada que por lo general es determinada antes de llevarse a cabo, se remueve la fase estacionaria (placa), es secada la fase móvil rápidamente y las nuevas zonas producto de los diferentes desplazamientos son detectadas por la aplicación de luz Uv de onda corta (254 nm) y onda larga (366 nm). 3
Imagen 1. Montaje TLC 2
La transferencia de la fase móvil a través de la capa delgada y el movimiento por toda la placa es inducida por las fuerzas capilares, la cual es favorecida por la volatilidad de los
solventes, por lo cual se escogen compuestos de bajo punto de ebullición. La fase estacionaria tiene en toda su superficie micro-poros dándole una gran área superficial (alrededor de 500 /g) lo que le atribuye un mayor contacto con el solvente, facilitando la absorción. 1 La diferencia de velocidades con la que se mueven los compuestos en la fase estacionaria depende de su interacción con la misma. Estas interacciones son dipolodipolo o del tipo de enlace de hidrogeno si es que lo presenta. El componente de la fase estacionaria debe ser tal que sea inerte con la sustancia a analizar, si se trata de gel de sílice, la siguiente imagen ilustra las interacciones fase móvil-estacionaria 2:
Imagen 2. Interacciones entre la sílice y el compuesto de interés 4
La cromatografía de columna (CC) sigue este mismo principio pero en este caso la fase estacionaria es una columna con gel de sílice o alúmina en un vidrio, metal o placa de plástico. La cromatografía en columna funciona en una escala mucho más grande por el embalaje de los mismos materiales en una columna de vidrio vertical 5.
Imagen 3. Estructura de la fluoresceína.
Imagen 4. Estructura del azul de metileno.
La fluoresceína es una sustancia orgánica con una cetona como grupo funcional (imagen 3) por lo que su interacción con la fase estacionaria no es fuerte y por consiguiente su movilidad a lo largo de esta resulta más fácil, esto se sustenta observando que su Rf estándar es de 0.784 , mucho mayor que el Rf del azul de metileno que tan solo es del 0.0468, que como muestra la imagen 4 es una sal. Las sales en solución forman iones, razón por la cual su afinidad por la fase estacionaria es alta 3, por ende su movilidad en esta misma se ve más restringida.
Imagen 5. Fluoresceína y azul de metileno separados por cromatografía de columna respectivamente.
El objetivo de la práctica era la separación de una mezcla de fluoresceína con azul de metileno por medio de CC. Haciendo un análisis cualitativo de la apariencia de las sustancias aisladas (imagen 5) se puede decir que la separación fue exitosa. De igual forma es necesario sustentar esta conclusión de una manera más estricta, realizando un TLC se pudo observar que cada compuesto era desplazado sin crear puntos adicionales, en otras palabras se pudo garantizar la presencia única de cada componente, sin embargo como muestra la tabla 1, con respecto a las pruebas de TLC realizadas al tinte, hubo un error del -4.34% en la separación de la fluoresceína, que es atribuido a que a placa de silica tuviera imperfecciones (despicada) en los bordes y la corrida del compuesto en la misma no se realizara de manera lineal, dando al fina menor recorrido vertical que el medido en la placa estándar, generando un error negativo. El porcentaje de error del Rf del azul de metileno es de 33.1%, además de contar con la imperfección en los bordes, también es necesario tener en cuenta que su separación en la CC se dio con una mezcla de ácido acético: agua 1:1 como fase móvil a diferencia de la fluoresceína que fue desplazada con etanol. Es posible que la solución de ácido acético no se evaporara antes de aplicar el punto en la placa de silica, como se observa en la imagen 6 la polaridad del ácido acético es alta, se provoca un aumento en el desplazamiento en la fase estacionaria, disminuyendo la afinidad del azul de metileno por los componentes de esta misma y esto seguramente conllevo a un aumento abrupto del Rf.
Imagen 6. Estructura del ácido acético
Conclusiones
La cromatografía de capa delgada permite la separación cualitativa de sustancias de una muestra; esto entre otras cosas permite la identificación del número de compuestos que existe en una mezcla obtenida, además de que es una técnica esencial para hacer seguimiento de una reacción química. La cromatografía de columna es una técnica muy completa con la capacidad de separar de una manera cuantitativa, muy efectiva, los compuestos presentes en determinada muestra. De igual forma, la cromatografía de columna asociada a otros métodos cromatografico como el CCD permiten un desarrollo múltiple de la técnica, proporcionando información adicional sobre la pureza de los componentes separados. Los eluyentes en los métodos trabajados son quizá una de las partes más importantes pues dependiendo de sus características químicas como la polaridad se puede obtener una mejor separación. Por tal razón es conveniente la utilización de gradientes en la aplicación de la cromatografía para la identificación y separación de compuestos con mayor efectividad.
Bibliografia
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Thin Layer Chromatography http://www.chem.umass.edu/~samal/269/tlc.pdf (accessed Sep 28, 2016).
(2)
Sherma, J.; Bernard, F. Handbook of Thin-Layer Chromatogaphy , 2nd ed.; Marcel Dekker, I., Ed.; Easton.
(3)
Insuasty, B.; Ramirez, A. PRÁCTICAS DE QUÍMICA ORGÁNICA EN PEQUEÑA ESCALA; Cali.
(4)
Cromatografía de capa fina https://www.uam.es/docencia/jppid/documentos/practicas/actuales/guion-p6.pdf (accessed Sep 28, 2016).
(5)
COLUMN CHROMATOGRAPHY http://www.chemguide.co.uk/analysis/chromatography/column.html (accessed Sep 28, 2016).
(6)
Cromatografia. Cromatografia en capa fina y en columna http://www.ub.edu/oblq/oblq castellano/cromatografia_tipus.html (accessed Oct 1,
1BC). (7)
Carey, F. Organic Chemistry; McGraw-Hill: New York, 2003; pp 528 –588.
