1 a Lista de Exercícios de Técnicas Cromatográficas (2 a parte) Prof. Mauricio Xavier Coutrim 1. Explique porquê apenas um dentre os seguintes procedimentos a ser adotados para a melhora da separação de dois isômeros por cromatografia gasosa de alta resolução é correto: a) diminuir o tamanho da coluna, b) diminuir a temperatura do detector, c) diminuir a taxa de aquecimento da coluna, d) aumentar a vazão do gás de arraste, e) aumentar o volume de amostra injetada. 2. Necessita-se de um solvente polar para ser utilizado como fase móvel de um sistema de HPLC. Dentre os solventes apresentado a seguir indique aquele com melhores condições para esse propósito: a) etanol; b) acetona; c) éter etílico; d) etano-1,2-diol, e) glicerol. Justifique sua escolha. 3. A Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) é uma técnica que pode ser utilizada na separação de misturas de isômeros óticos. A fase estacionária representada abaixo permite resolver enantiômeros de aminas, álcoois e tióis. 4. Uma mistura dos enantiômeros da α-alanina foi derivatizada conforme a equação abaixo. Os derivados obtidos foram separados por CLAE semipreparativa, utilizando essa fase estacionária e uma fase móvel isocrática a 20 %, em volume, de 2-propanol em hexano. Os derivados eluíram em 2,5 minutos e 5,3 minutos, tendo sido usado um detector de ultravioleta/visível. a) Que características dessa fase estacionária foi determinante na separação do par de enantiômeros? b) Qual a influência da variação da vazão da fase móvel no tempo de retenção dos derivados? c) Como se pode regenerar os enantiômeros da α-alanina e que técnica deve ser utilizada para comprovar suas estereoquímicas? d) Justifique a necessidade de derivatização dos isômeros da α-alanina. 5. Deseja-se separar uma mistura dos aminoácidos glicina e triptofano cujas estruturas estão apresentadas abaixo. 6. Considere as técnicas de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e eletroforese para separar a mistura dos aminoácidos. Explique o princípio de funcionamento de cada uma dessas técnicas.
7. Um químico deseja separar os compostos abaixo por cromatografia em coluna, utilizando sílica como adsorvente. 8. Para tal, percolou a coluna seqüencialmente com os solventes I, II e III, que formam uma série eluotrópica. A primeira fração continha o composto X, a segunda fração, o composto Y, e a última fração, o composto Z. Qual dos sistemas de solventes abaixo serve como fase líquida para justificar a ordem de eluição encontrada? Justifique. 9. 10. Solvente 11. Solvente 12. Solven I II 13 14. hexano 15. acetonitr ila te III 16. toluen o 17 18. hexano 19. tolueno 20. CH 2 Cl 21 22. tolueno 23. hexano 24. aceton itrila 2 25 26. acetonitr ila 27. CH 2 Cl 2 28. hexan o 29 30. CH 2 Cl 2 31. tolueno 32. hexan o 33. Depósito de sólidos em caldeiras industriais, além de diminuir a eficiência das trocas de calor, pode levar a acidentes. Para minimizar o depósito de minerais nestes equipamentos é de fundamental importância que a dureza da água devido à presença dos íons Ca +2 e Mg +2 seja removida. O uso de resinas trocadoras vem ganhando um amplo espaço na remoção desses íons da água. Considere as estruturas das resinas mostradas a seguir. 34. Das resinas apresentadas, qual(is) é(são) adequada(s) para a remoção da dureza da água? Justifique sua resposta.
35. Lipídios podem ser recuperados de diversos materiais biológicos através da extração por solventes. Os tipos mais comuns de lipídios são gorduras e óleos derivados de ácidos carboxílicos de cadeias longas e do glicerol. A figura ao lado mostra um extrator do tipo Soxhlet onde pode ser efetuada a extração de lipídios. O solvente a ser usado na extração, a região onde deve ser colocado o material biológico a ser extraído, e o local de onde será recuperado o extrato de lipídios são, respectivamente: 13) A cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) é um dos métodos cromatográficos mais modernos utilizados em análise (CLAE analítica) e separação/purificação de misturas (CLAE preparativa). Abaixo são dados os cromatogramas X, Y e Z de uma mistura de compostos presentes em analgésicos: aspirina (A), cafeína (B), fenacetina (C) e paracetamol (D), utilizando três fases móveis diferentes, no modo isocrático, em uma mesma coluna.
MeOH = metanol e HOAc = ácido acético Avaliando esses cromatogramas, responda às perguntas abaixo. a) Qual a fase móvel mais apropriada para ser utilizada em escala preparativa, e a fase móvel mais adequada para utilização em escala analítica, considerando um grande número de amostras a serem analisadas? Justifique sua resposta. b) Qual o tipo de coluna (fase reversa ou fase normal) utilizada nestes três experimentos? Justifique sua resposta. c) Sabendo-se que o composto mais polar elui primeiro, qual o composto de maior tempo de retenção? Justifique sua resposta. 14) Considere os métodos de separação e os métodos físicos de caracterização listados abaixo. Dentre eles, selecione um método de separação e um método de caracterização que poderiam ser utilizados para analisar: a) uma mistura de glicose e sacarose; b) uma mistura de dois dipeptídeos: leucina/tirosina(i) e lisina/fenilalanina(ii), justificando sua escolha para cada caso.
2 Você precisa isolar os compostos da mistura 1 e identificar os compostos da mistura 2, discriminadas abaixo. MISTURA 1: Amida + Álcool + Ácido carboxílico (20 mg de cada componente). MISTURA 2: Alcano + olefina + éter (3 mg de cada componente). Dispondo de um cromatógrafo a líquido de alta eficiência (HPLC) e solventes como água, acetonitrila, benzeno e metanol, indique, sempre justificando a escolha feita: a) o tipo de coluna (analítica ou semipreparativa) e o tipo de enchimento da coluna (fase reversa ou fase normal) que você deveria empregar em cada caso; b) uma mistura binária de solventes que pudesse ser empregada para cada caso; c) a seqüência de eluição dos compostos esperada para cada caso. Dados/Informações adicionais: considere que os compostos, em cada mistura, possuem o mesmo número de átomos de carbono.