1. Introdução

AO termo cromatografia é uma técnica muito usada, mas a primeira vez que esse termo foi usado foi pela primeira vez em 1906 e sua utilização foi atribuída a um botânico russo ao descrever suas experiências na separação de substâncias de extratos de folhas. Porém somente da década de 30 que a cromatografia essa técnica, que é muito utilizada nos laboratórios de química atualmente, foi redescoberta e assim , a partir daí, aperfeiçoada. (DEGANI, A.L.G. et al. 1998; Carol H. Collins, 2006)

A cromatografia é um processo físico-químico e se trata, basicamente, na da passagem de diferentes compostos de uma mistura por duas fases imiscíveis do sistema, denominadas fase estacionaria estacionária e fase móvel (um solvente)., sendo que aAs interações entre as fases do sistema e os componentes do sistema são diferentes,e essa diferença interfere na velocidade com que as substâncias se movem pela fase estacionária quando arrastadas pela fase móvel, sendo a fase móvel um solvente.(DEGANI, A.L.G. et al. 1998)

A cromatografia pode ser separada em diferentes critérios:

Classificação pela forma física do sistema cromatográfico.

Classificação pela fase móvel empregada.

Classificação pela fase estacionária utilizada(DEGANI, A.L.G. et al. 1998)

Dentro dessas classificações há as muitas técnicas usadas, podemos ver melhor essas técnicas cromatográficas vendo o esquema a seguir.

CCD – Cromatografica em Camada Delgada

CP – Cromatografia em Papel

CSC – Cromatografia Supercrítica

CLAE – Cromatografia Líquida de Alta Eficiência

CG – Cromatografia Gasosa

Imagem 1 – Representação esquemática dos diferentes tipos de cromatografia.Disponível em: http://qnint.sbq.org.br/qni/visualizarConceito.php?idConceito=33

CGAR – Cromatografia Gasosa de Alta Resolução

Uma delas é aA cromatografia em camada delgada (CDD), que é do tipo “planar”, e consiste na afinidade polar que os componentes da mistura têm pela fase estacionaria do sistema. Assim um dos componentes da mistura será mais arrastado pela fase móvel (solvente) por uma distância maior, pois sua afinidade pela fase estacionaria será menor, enquanto que o componente com a afinidade maior pela fase estacionaria terá maior dificuldade em ser arrastado, fazendo com que eles se separem.

Normalmente emprega-se a sílica-gel como fase estacionaria, mas outros materiais também podem ser utilizados, como: alumina, terra diatomácea e celulose. O solvente utilizado como fase móvel é escolhido pela sua polaridade, mas normalmente é utilizada-se uma mistura de solventes, para que o mesmo tenha características polares e apolares, fazendo com que e possa arrastar os dois componentes., pois caso umPor exemplo, caso o solvente seja totalmente apolar, ele não irá mover um componente polar que estará em grande afinidade com a fase estacionaria, caso a mesma seja estacionária se essa também for polar, como é o caso da sílica-gel.

Assim,Para a preparação das placas cromatográficas utiliza-se um suporte para aplicação da sílica-gel., pPosteriormente é feita a aplicação das amostras e a eluição em uma cuba cromatográfica. Após a eluição, é marcada a distância que o solvente percorreu, o solvente é seco (ao ambiente ou em uma estufa) e se necessário é utilizado uma substância reveladora para que se possa ver até onde o solvente arrastou os componentes da misturafacilitar a visualização das manchas causadas pelos compontentes da amostra que foram arrastados., Em seguida é feita a medição da distância que as manchas percorreram e é calculado o fator de retenção. O fator de retenção é a razão entre a distância que a mancha (componente da amostra) percorreu e a distância que o solvente percorreu, conforme a seguinte equação. (DEGANI, A.L.G. et al. 1998)

RF=Distância percorrida pela substância (❑❑)distância percorrida pelo eluente (❑❑)

Para uma melhor visualização podemos ver na imagem a seguir um esquema de cromatografia em camada delgada (CCD).

Imagem 1 – Esquema de um cromatograma obtido por CCD.Disponível em: http://qnint.sbq.org.br/qni/visualizarConceito.php?idConceito=33

Compostos azoaromáticos possuem dois isômeros geométricos cis e trans. A interconversão entre essas duas formas pode ser induzida por luz num processo denominado fotoisomerização, detectada em 1937. A fotoisomerização do azobenzeno pode ocorrer nas duas direções trans->cis e cis->trans. Na temperatura ambiente os compostos azoaromáticos geralmente são encontrados na forma trans, devido ao fato desse isômero ser termodinamicamente mais estável que o isômero cis. (CARDOSO, M. R., 2005)

2. Objetivo

DO objetivo desse experimento é desenvolver o processo experimental de cromatografia em camada delgada (CCD), para análise de amostras de substâncias para identificação e também a caracterização da ocorrência de isomerização.

3. Materiais utilizados

Os materiais utilizados nesse experimento estão listados abaixo:

Béquer de 50 mL

Tubos capilares

Placas cromatográficas previamente preparadas

Cubas de vidro

Vidros de “penicilina”

Iodo sólido

Papel de filtro

Espátula

Tolueno

Azobenzeno

Benzidrol

Benzofenona

Acetona

4. Procedimento experimental

Parte 1 – Isomerismo cis-trans no Azobenzeno

Usando um tudo capilar foi aplicada uma gota da solução de azobenzeno em uma placa cromatográfica. A placa foi exposta a luz elétrica por cerca de 20 minutos. Em uma cuba seca adicionou-se Tolueno de modo a atingir não mais que 1cm de altura e um pedaço de papel filtro para saturar de vapor a cuba. Fez-se uma segunda aplicação da solução de azobenzeno que ficou no escuro.

A placa foi colocada dentro da cuba de eluição e foi deixada até o eluente subir até cerca de 1cm abaixo da extremidade superior da placa. Removeu-se a placa e marcou-se com um material fino a posição atingida pelo eluente (frente do eluente). Colocou-se a placa na estufa para a evaporação do solvente. Mediu-se as distâncias entre o ponto de aplicação da amostra e a frente do eluente e também a distância entre o ponto de aplicação e o centro de casa cada mancha. Foram calculados os Fatores de Retenção (Rf) através da equação a seguir.

❑❑

❑❑

❑❑

Após foi associado às manchas ao cis-azobenzeno e ao trans-azobenzeno.

Parte 2 – Identificação dos compostos Benzidrol e Benzofenona

Foi transferida, com a ajuda de uma espátula, uma pequena quantidade de uma substância desconhecida (substância A) para um vidro de penicilina, a mesma foi dissolvida em três gotas de acetona. Após a dissolução, com um tubo capilar foram feitas duas aplicações, num mesmo ponto, com essa solução em uma placa cromatográfica. Com um segundo vidro de penicilina foi adicionada outra pequena quantidade de outra substância desconhecida (substância B), a mesma foi diluída com três gotas de acetona e também, com outro tubo capilar, aplicou-se duas vezes na mesma placa cromatográfica onde foi aplicada a solução A, porém foi aplicada em um ponto distante donde foi aplicada a solução Aa uma distância adequada para a fácil distinção das amostras. Fez-se a eluição da placa com tolueno na cuba, após a eluição a placa foi removida e colocada na estufa para a secagem do solvente. Após esse processo introduziu-se a placa em uma cuba reveladora contendo iodo. Aguardou-se até que se pudessem ver as manchas. Removeu-se a placa e com a utilização de um lápis contornou-se as manchas. Fizeram-seForam realizados os cálculos de dos Rf’s e associaram-se as manchas foram associadas ao Benzidrol e à Benzofenona.

5. Resultados e Discussão

Parte 1 – Isomerismo cis-trans no Azobenzeno

A distância percorrida pelo eluente foi de 73mm. A solução de azobenzeno que não sofreu exposição à luz apresentou apenas uma mancha que percorreu a distância de 19mm. Dessa maneira foi possível calcular o seu fator de retenção, 0,26. Já a solução de azobenzeno que sofreu exposição à luz apresentou duas manchas, sendo que a primeira percorreu 19mm e a segunda percorreu 49mm, resultando nos fatores de retenção 0,26 e 0,67.

Considerando que o trans-azobenzeno possui momento dipolar nulo, que o cis-azobenzeno possui momento dipolar diferente de zero e analisando o resultado da cromatografia realizada nas amostras descritas, chegou-se à conclusão de que a amostra que não sofreu exposição à luz é constituída exclusivamente de cis-benzeno pois seu fator de retenção foi calculado em 0,26, indicando que esse composto é polar e interage mais com a placa cromatográfica de sílica-gel.

O fato de o composto trans-azobenzeno ser mais comumente encontrado em temperatura ambiente

justifica a necessidade de o composto identificado como cis-azobenzeno estar condicionado ao abrigo da

incidência de luz. Ao ser exposto à luz, parte das moléculas de cis-azobenzeno sofreu fotoisomerização e

foram transformados em trans-benzeno, o que justifica o aparecimento de duas manchas na amostra que

sofreu foto-exposição. Além disso, a mancha que foi associada ao trans-azobenzeno apresentou fator de

retenção 0,67, o que indica que esse componente sofreu maior arraste do eluente, confirmando sua

característica de composto apolar.

Parte 2 – Identificação dos compostos Benzidrol e Benzofenona

A distância percorrida pelo eluente nessa segunda parte do experimento foi de 64mm. O arraste sofrido pelas substâncias A e B foi, respectivamente, 26mm e 17mm, resultando nos fatores de retenção 0,41 (substância A) e 0,27 (substância B). Dessa maneira foi possível concluir que a substância A é Benzofenona por ser apolar e consequentemente sofrer maior arraste do eluente, e que a substância B é o Benzidrol, pois sendo polar, sofreu maior arraste.

[6.] Conclusão

Através do experimento foi possível verificar o sucesso da utilização da técnica da Cromatografia em Camada Delgada e, através dela confirmar a ocorrência do fotoisomerização do dos isômeros cis e trans do composto azobenzeno além de ser realizada a diferenciação entre os compostos benzidrol e a benzofenona.

6.[7.] Referências Bibliográficas DEGANI, A.L.G. et al. Química Nova na Escola, 7,1998; Disponível em:

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc07 - acesso: 23/03/2014 às 12:00

Carol H. Collins, Quim. Nova, Vol. 29, No. 4, 889-890, 2006 - CEM ANOS DAS PALAVRAS CROMATOGRAFIA E CROMATOGRAMA, Disponível em:

http://quimicanova.sbq.org.br/qn/qnol/2006/vol29n4/index.htm - acesso: 23/03/2014

às 12:00

CARDOSO, M. R. Estudo da Birrefringência Fotoinduzida Por Um e Dois Fótons em Compostos Azoaromáticos da Família Salen. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. São Carlos, 2005.

7.[8.] Anexos

Questionário

1) Em que consiste a técnica CCD?

R: A cromatografia em camada delgada (CCD) é uma técnica de adsorção líquido–sólido. Nesse caso, a separação se dá pela diferença de afinidade dos componentes de uma mistura pela fase estacionária. Por ser um método simples, rápido, visual e econômico, a CCD é a técnica predominantemente escolhida para o acompanhamento de reações orgânicas, sendo também muito utilizada para a purificação de substâncias e para a identificação de frações coletadas em cromatografia líquida clássica.

2) Em que situações CCD pode ser utilizada como técnica de separação/purificação? Justifique.

R: Para a utilização da CCD como técnica de separação/purificação de substâncias químicas, é necessário que a camada de adsorvente seja mais espessa que a camada utilizada para o CCD para identificação e a placa cromatográfica também deve ser maior. Isso é necessário porque como a quantidade de amostras a ser utilizada será maior, é necessário aumentar a área de arraste para que seja possível a separação das substâncias.

3) Complete a tabela abaixo:

Substância Estrutura Polaridade (ordem decrescente)

Rf

Cis-azobenzeno

Cis-azobenzeno>

Trans-azobenzeno

0,26

Trans-azobenzeno0,67

BenzidrolBenzidrol

>Benzofenona

0,27

Benzofenona

0,41

4) Qual azobenzeno foi utilizado na atividade? Justifique.

R: Utilizou-se o transcis-azobenzeno, uma vez que esta é sua configuração antes de passar pela fotoisomerização. Após esse processo, ele parte do composto transformatransformou-se em cistrans-azobenzeno, que também foi utilizado na atividade.

5) Qual deles é o mais estável? Por quê?

R: O mais estável é o trans-azobenzeno, isso é devido a sua estrutura, que ao somarmos os vetores do seuapresenta momento dipolar vemos que é igual a zero.

6) O que ocorreu durante a irradiação da luz? Equacione a reação química correspondente ao processo.

R: Sabendo-se que os azo-derivados possuem a ligação N=N, que é fotoquimicamente sensível na região do visível, há a isomerização do composto. A imagem a seguir representa a reação:

7) Identifique as substâncias A e B.

R: B = BenzidrolA = Benzofenona

8) Como a confirmação da identidade dessas substâncias poderia ser feita, utilizando CCD?

R: Considerando o caráter mais polar do Benzidrol e menos polar da Benzofenona, a CCD confirma a identidade dessas substâncias (A e B) analisando-se o quanto cada uma delas foi

“arrastada” pelo solvente. Assim, a que ficasse mais retida seria o Benzidrol e a que fosse mais arrastada seria a Benzofenona.