Prácticas de Fundamentos químicos de la Ingeniería - 4


jrodriguez@cervera.uned.es
CROMATOGRAFIA DE CAPA FINA (TLC)

Objetivos
-    Conocer la técnica TLC de separación e identificación de compuestos
-    Calcular la RF de dos sustancias
-    Identificar un compuesto sintetizado usando la técnica TLC

Introducción
La cromatografía en capa fina, que comenzó a usarse hacia 1950, es muy simple, barata, sensible y eficiente. Es especialmente útil cuando se quiere determinar el número de componentes de una mezcla o identificar los compuestos existentes en una mezcla.
En la cromatografla de capa fina, un adsorbente está depositado formando una delgada capa sobre una placa de vidrio, papel de aluminio u otros materiales, por la que ascienden, arrastradas por un disolvente (eluyente), una o más sustancias que se pretenden separar o identificar.
Con la ayuda de un capilar de vidrio, una pequeña cantidad de muestra se deposita sobre el adsorbente, muy cerca del extremo inferior de la placa. Una vez depositada la muestra, se introduce la placa en una cubeta de cromatografía, que contiene en el interior el disolvente con el que va a desarrollarse el cromatograma. La altura del disolvente en dicho frasco o cubeta debe ser tal, que éste no toque la zona donde se encuentra la pequeña mancha de producto depositado. La placa se coloca en posición vertical, ligeramente inclinada.
cubeta
El disolvente asciende entonces por capilaridad a lo largo de la placa, arrastrando a los compuestos a diferentes velocidades, según el grado de adsorción de éstos produciéndose asi su separación. Transcurridos unos minutos, cuando el frente del disolvente se encuentra próximo al extremo de la placa, se saca ésta de la cubeta, se deja secar y se examina. Los diversos compuestos se localizan directamente si son coloreados, o con la ayuda de un indicador o luz ultravioleta, si son incoloros.
Los compuestos que avanzan a lo largo de la placa se ven atraídos por fuerzas electrostáticas sobre la superficie del adsorbente, interaccionando el disolvente con ambos. Esta interacción competitiva establece las velocidades relativas con que ascienden por la capa de adsorbente, el frente de disolvente y un determinado compuesto. Cuanto mayor es la polaridad de los compuestos, más intensamente se ven éstos atraídos por el adsorbente. Se puede establecer el orden aproximado de polaridad:
ácidos carboxílicos < aminas < alcoholes y tioles < aldehídos, cetonas y ésteres < halogenuros de alquilo y arilo < hidrocarburosno saturados < hidrocarburos saturados
La actividad del adsorbente también influye en el grado de emigración del soluto, de manera análoga a la ya considerada anteriormente. Los adsorbentes más utilizados en cromatografia en capa fina, son la gel de silice y la alúmina activada dependiendo su grado de adsorción del contenido en agua.
La polaridad del disolvente influye asimismo en la velocidad de ascensión del soluto a lo largo de la capa de adsorbente. A mayor polaridad del disolvente, mayor grado de ascensión del soluto por la placa, pudiéndose establecer un orden orientativo de polaridad creciente de los disolventes:
éter de petroleo <  tetracloruro de carbono < ciclohexano <  éter etílico <  acetona <  benceno <  acetato de etilo < cloroformo <  etanol < metanol < agua < piridina < ácido acético
cromatograma
Bajo unas determinadas condiciones experimentales, un compuesto dado puede recorrer una cierta distancia a lo largo de la placa. Se denomina RF a la relación existente entre la distancia recorrida por el compuesto y la recorrida por el disolvente en el mismo tiempo, es decir:
RF=(distancia recorrida por el compuesto)/(distancia recorrida por el disolvente)
Naturalmente, los valores de RF para un determinado compuesto varian ampliamente con los cambios de disolvente.
El valor de RF para un compuesto dado depende de su estructura y es una constante física de éste, lo mismo que lo es su punto de fusión.
Puede calcularse el valor de RF para cada compuesto en cualquier cromatograma, bajo unas determinadas condiciones experimentales. La importante influencia de las condiciones experimentales hace imposible la elaboración de tablas con valores de RF.
Los datos más importantes que deben registrarse cuando se estudia un cromatograma, son:
1)    Adsorbente utilizado.
2)    Espesor y grado de activación de éste.
3)    Disolvente utilizado para el desarrollo del cromatograma.
4)    Cantidad de muestra depositada en la placa.
5)    Método utilizado para detectar los compuestos.
6)    Valor de RF para cada sustancia.
Para calcular el valor de RF. de un compuesto dado, se miden la distancia recorrida por este desde donde se depositó en la placa y la distancia recorrida por el disolvente. La medida se realiza desde el centro de la mancha. Los mejores datos se obtienen cuando las manchas no superan los 5 mm de diámetro.

Material
Cubeta de cromatografía (puede usarse un bote de vidrio del tamaño adecuado con tapa hermética)
Capilar de vidrio (tubos microhematocrito 75x1.55mm)
Papel de filtro
Tijeras
Espátula
Pipeta
Proveta
Cuentagotas

Reactivos
Cromatofolios Al TLC 5x7.5 cm silica gel 60F
Tolueno
Etanol
Anaranjado de metilo (indicador de pH)
Azul de metileno
Rojo Congo
Anaranjado de metilo (procedente de la práctica anterior)

Procedimiento experimental
- Preparar un rectángulo de papel de filtro de altura y perímetro inferiores a los de la cubeta de cromatografía y colocarlo adosado a la pared de la parte interior de ésta, procurando que a lo largo del experimento nos permita la visión perfecta del cromatofolio.
- Preparar una disolución 1:1 de tolueno y etanol. Sólo será necesario un volumen que permita una altura de disolvente en el interior de la cubeta de unos 5 mm.
- Introducir la disolución anterior (disolvente) en el interior de la cubeta y tapar ésta herméticamente, para permitir que, al impregnar el papel de filtro, los vapores de disolvente saturen todo el volumen de la cubeta.
- Con un lápiz y una regla trazar un linea horizontal a unos 5 mm de la base de un cromatofolio (la línea deberá quedar por encima del nivel de disolvente cuando el cromatofolio se introduzca en la cubeta)
- Preparar la mezcla de anaranjado de metilo, azul de metileno y rojo Congo, añadiendo unas 10 gotas de cada uno de ellos en 2 mL de etanol.
- Con la ayuda del capilar de vidrio colocar una gota de la mezcla sobre la linea trazada en el cromatofolio.
- Introducir rápidamente el cromatofolio en la cubeta, en posición vertical, ligeramente inclinada y de forma que desde el exterior tengamos visión del nivel del disolvente en el cromatofolio en todo momento.
- Cuando el nivel de disolvente se situe a unos pocos milímetros de la parte superior del cromatofolio, extraer éste y dejarlo secar al aire. Marcar con un lápiz el nivel que ha alcanzado el disolvente. Tapar rápidamente la cubeta para que su atmósfera se mantenga saturada de disolvente.
- Disolver una pequeña cantidad del anaranjado de metilo obtenido en la práctica anterior en 2 mL de etanol.
- Trazar un línea horizontal en un nuevo cromafolio, depositar una gota de la disolución de anaranjado de metilo sobre la línea e introducir el cromatofolio en la cubeta. Extraerlo cuando el nivel de disolvente alcance la parte superior del cromatofolio y dejar que se seque al aire.
- Observar los dos cromatogramas (en el primero se deben observar los diferentes recorridos de cada sustancia) . Tomar medidas de las diferentes alturas (siempre desde la linea trazada).
- Calcular RF para cada sustancia.

Resultados experimentales
Sustancia D / mm h / mm RF












Conclusiones


Ejercicios
1- ¿Cómo se pueden poner en evidencia las manchas en un cromatograma?
2- ¿Qué combinación de las propuestas emplearía para separar una mezcla de compuestos muy polares?.
a.Un adsorbente muy activo y un eluyente poco polar
b. Un adsorbente muy activo y un eluyente muy polar
c. Un adsorbente poco activo y un eluyente poco polar
d. Un adsorbente poco activo y un eluyente muy polar


Bibliografía
- Ballesteros, P y otros; Curso experimental de Química Orgánica; UNED, 1989.
- Brewster, RQ y otros; Curso de química orgánica experimental; Ed. Alhambra, 1978


Corrosión metálica
Alumbre de cromo
Síntesis colorante azoico
Cromatografía capa fina

última modificación 27/03/2004
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