CQ040 Cromatografia e Espectrometria

Transcrição

1 CQ040 Cromatografia e Espectrometria Profs. Ana Lordello e George Sakae Parte Experimental Informações Gerais Normas e Critérios de Avaliação Itens obrigatórios: jaleco de manga longa, óculos de segurança. Não será permitida a entrada de estudantes sem estes equipamentos de segurança. Quem utiliza óculos de grau pode optar pela dispensa do óculos de segurança, assumindo os riscos associados. É proibido comer e/ou beber dentro do laboratório. É proibido o uso de saia, short (e assemelhados) assim como o uso de sandália, chinelo (ou outro tipo de calçado que não mantenham os pés perfeitamente cobertos), dentro do laboratório. Pernas e pés devem ser mantidos cobertos durante todo o experimento. Cabelos compridos devem estar presos durante a permanência no laboratório. Ao terminar a aula, deixe limpos, e em ordem, a bancada e o material utilizado. Deixe o laboratório tão limpo quanto o encontrou. A balança é de uso comunitário. Faça uso dela, mas deixe-a sempre limpa. Desordem e/ou sujeira acarretam em perda de pontos na nota da avaliação diária. A aula terá início no horário estabelecido no início do semestre (7h40 Turma A, 9h40 Turma B e 15h40 Turma C). Após este horário a porta será fechada e não será mais permitida entrada. Justificativa: a parte inicial da aula consiste em um colóquio sobre o experimento, ressaltando os manuseios e operacionalizações corretos, bem como destaques quanto à segurança associada ao experimento. Assim, a presença neste colóquio é indispensável. Serão realizados cinco experimentos, conforme mostrado abaixo: 1) (17/10) CCD: aplicação da amostra e cálculo do R f. 2) (24/10) CCD: reconhecimento de componentes numa mistura. (Nota 1) 3) (31/10) CCD: acompanhamento de uma reação (Nota 2) 4) (7/11) CC: Cromatografia em Coluna 5) (14/11) CCDP: Cromatografia em Camada Delgada Preparativa Avaliação da parte experimental (Cromatografia): Nota Experimental Cromatografia = (0,2*AD + 0,3*Nota 1 + 0,3* Nota 2 + 0,2*Lista de exercícios) Lista de exercícios (por equipe): deve ser entregue até 17h20 do dia 21/11. AD: Avaliação Diária composta da verificação da utilização dos itens de segurança durante toda a prática, leitura prévia do experimento, postura no laboratório e respostas aos questionamentos feitos durante a aula experimental.

2 AULA 1 CCD: aplicação da amostra e cálculo do R f A) Preparação de cromatoplacas (DEMOSNTRATIVO) Serão preparadas as placas cromatográficas para CCD (Cromatografia em Camada Delgada) das aulas posteriores. O preparo consiste na preparação de uma suspensão de sílica G, em água, na proporção aproximada de 7:15. Após a homogeneização da suspensão, esta deve ser aplicada sobre placas de vidro (7,5 cm x 2,5 cm) previamente dispostas e limpas. Após preparadas, as placas devem ser dispostas sobre uma superfície lisa e, posteriormente, secas em estufa. B) Delimitação das placas cromatográficas As placas devem ser delimitadas conforme orientação do professor nos aspectos: ponto de aplicação da amostra e front (limite da corrida). As delimitações podem ser feitas de diversas formas: com estilete, com pequenos defeitos na placa ou com riscos externos. Estas delimitações são importantes para que seja estabelecida a quantidade de eluente utilizada na corrida cromatográfica. C) Teste de concentração da mistura problema A mistura contem quantidades equivalentes dos corantes: amarelo-manteiga, vermelho de metila e negro de Sudan. Faça três aplicações, da mesma amostra, equidistantes entre si. A diferenciação será na quantidade de amostra aplicada uma aplicação, duas aplicações e três aplicações respectivamente. Correr a amostra nos eluentes estabelecidos pelo professor. Lembre-se: a quantidade de eluente deve ser estabelecida antes da plaquinha ser colocada para eluir. Para cubetas pequenas, algo em torno de 3 ml é suficiente. Eluentes disponíveis: cicloexano, acetato de etila, clorofórmio, tolueno e mistura cicloexano:acetato de etila (9:1). D) Cálculo do R f (fator de retenção) Calcular a relação entre a distância percorrida pela amostra e a distância total (eluição). Questões: 1) O valor de R f é maior ou menor conforme aumenta-se a polaridade do eluente? 2) Qual o melhor eluente para a separação/identificação dos três corantes? 3) Proponha uma mistura de solventes para melhorar a separação cromatográfica.

3 AULA 2 CCD: reconhecimento de componentes numa mistura AO FINAL DA AULA DEVEM SER ENTREGUES OS ITENS (NOTA 1): a) Principais pontos do desenvolvimento da prática justificativa de cada passo do procedimento. b) Composição da mistura problema explicação dos fatores que levaram a esta conclusão. c) Valores de R f de todas as aplicações. d) Todas as placas cromatográficas utilizadas na prática, com as manchas marcadas a lápis. e) Estrutura química (representação na forma de bastão) de todos os compostos utilizados. Sigla TM AA AT AB Nome do composto Clorotrifenilmetano Ácido acetilsalicílico Antraceno Álcool benzílico Materiais disponíveis: Amostras TM, AA, AT e AB. Amostra problema (específica para cada equipe) 4 plaquinhas por equipe (em superfície de alumínio, diferentes da aula passada (vidro)) Eluentes: diclorometano, cicloexano e tolueno; Reveladores: Lâmpada de UV e I 2 (marcar as manchas a lápis e calcular o Rf). Sugestão: Em uma plaquinha cromatográfica aplicar as 4 amostras e a amostra problema e eluir. Atenção: A mistura problema pode conter um ou dois componentes. Observação: caso a plaquinha não tenha revelação satisfatória, aguarde um pouco mais. Pode ser devido ao eluente que não evaporou totalmente.

4 AULA 3 CCD: acompanhamento de uma reação ANTES DO INÍCIO DA FINAL DA AULA DEVE SER ENTREGUE A DICUSSÃO DE UM ARTIGO SOBRE ACOMPANHAMENTO DE REAÇÕES ATRAVÉS DE TÉCNICAS CROMATOGRÁFICA(S) (NOTA 2): a) A discussão deve ser de 1 a 2 páginas. O material deve ser manuscrito. b) O material deve conter: título do artigo, revista, volume, página e ano de publicação. c) A discussão deve abordar a reação (com estruturas químicas), os objetivos do trabalho, a(s) técnica(s) cromatográfica(s) utilizada(s) e a forma como a reação foi acompanhada d) Cópia do texto do artigo será considerado plágio e acarretará na nota zero. e) A discussão deverá ser feita de um artigo publicado em revista científica (por exemplo: Química Nova, JBCS, Journal of Chemical Education, JACS, Nature, dentre muitas outras). Não serão aceitos trabalhos de materiais retirados de livros, teses/dissertações, blogs e afins. Sugestão: utilizem o Google Acadêmico ou bases como o Science Direct. A prática consistirá no acompanhamento da reação de esterificação entre o ácido palmítico e o metanol, catalisada por ácido sulfúrico. Serão disponibilizadas 6 cromatoplacas, em vidro, por equipe. A reação se dará através da mistura de duas soluções: ácido sulfúrico em metanol (2%, m/v) e ácido palmítico em metanol (2%, m/v). Atenção: a reação iniciará imediatamente após a mistura das soluções. Certifique-se de que preparou todo o material antes de continuar o experimento. Colete uma amostra da mistura reacional no tempo zero (t 0 ). Faça duas aplicações da mesma amostra na placa cromatográfica e corra no eluente composto pela mistura éter de petróleo: éter etílico (9:1). Após a corrida cromatográfica e evaporação do eluente, proceda a revelação da placa borrifando ácido sulfúrico (5%) e aquecendo sobre a placa de aquecimento. Após 10 min, repita o procedimento de coleta de amostra (do meio reacional), corrida cromatográfica e revelação. Estes procedimentos devem ser realizados até que a reação entre em equilíbrio. Atenção: toda corrida cromatográfica deve ser acompanhada de uma referência.

5 AULA 4 CC: Cromatografia em Coluna A) Preparação da coluna cromatográfica Coloque no fundo da coluna um pequeno chumaço de algodão. Em seguida prenda a coluna em um suporte universal e adicione aos poucos 2,0 g de sílica previamente pesada. Bata levemente na coluna para empacotar bem a sílica. O extrato que será utilizado deve ser solubilizado em uma pequena quantidade de diclorometano (aproximadamente 0,5 ml) Ao extrato deve ser adicionado um pouco de sílica para incorporação do extrato (fica um pó fino e solto). Este preparo deve ser transferido para o topo da coluna e protegido com um pequeno chumaço de algodão. B) Eluição Com o auxílio de uma pipeta Pasteur elua a coluna com uma mistura de hexano: acetato de etila (2:1, v/v). Observe as separações. Recolha cada fração conforme orientação do professor. Observe se algo ficou retido na coluna. Após o solvente ser evaporado, o material deve ser pesado para cálculo de rendimento.

6 AULA 5 CCDP: Cromatografia em Camada Delgada Preparativa Nesta prática serão separados pigmentos vegetais usando a técnica de CCDP (Cromatografia em Camada Delgada Preparativa). A) Cromatografia em Camada Delgada Preparativa Cada equipe receberá uma placa de 20 x 5 cm, devendo marcar o front e a linha de aplicação da amostra. Lembre-se: deve haver uma distância entre a base da placa e a aplicação para que não haja mistura da amostra com o eluente. Aplicação da amostra: utilizar um capilar e fazer a linha de aplicação de forma constante, para que se aproxime de uma linha ideal. Lembre-se: a intensidade e o tempo de espera na aplicação são fatores essenciais na reprodutibilidade dos demais pontos de aplicação. Eluição: da mesma forma que utilizada anteriormente, apenas mudando as dimensões da cuba. Lembre-se: a cuba deve estar fechada todo o tempo. Após completa a eluição, a placa deve ser retirada da cuba e deixar secar conforme orientação do professor. Determinar R f de cada banda de eluição (de todos os componentes que foram separados). B) Remoção de cada componente Selecione uma das bandas de acordo com as orientações do professor responsável e remova-a cuidadosamente com auxílio de uma espátula. À faixa removida, deve ser adicionada uma mistura de hexano e acetato de etila (1:1, v/v) e deixe em contato por alguns minutos sob agitação. Filtre a suspensão através de algodão ou papel de filtro acomodado em um funil de vidro. Lave o resíduo com o mesmo solvente, se necessário, e concentre o filtrado límpido em banho-maria até um volume mínimo, preferencialmente sem deixar secar. C) Análise do componente extraído Analisar o componente extraído em uma cromatoplaca de 5 x 5 cm, utilizando cuba de vidro apropriada. Atenção: siga todas as orientações que já recebeu em aulas anteriores para fazer a corrida cromatográfica contra a mesma fase móvel utilizada na cromatografia preparativa. Questões: 1) A quais conclusões, referentes às eficiências de separação, foi possível chegar? 2) Quem são os componentes da beterraba que foram separados?