UNIVERSIDADE FEDERAL

DE MINAS GERAIS

SEGURANÇA E TÉCNICAS BÁSICAS DE LABORATÓRIO

DE QUÍMICA

RELATÓRIO III :

EXPERIÊNCIA III – CROMATOGRAFIA EM CAMADA

DELGADA

BELO HORIZONTE

19 DE ABRIL DE 2012

OBJETIVO

Utilizar da técnica de cromatografia em camada delgada (CCD) para análise de amostras de substâncias e também a determinação da ocorrência de isomerização.

MATERIAL UTILIZADO

- Equipamentos: Béquer de 50 mL, tubos capilares, placas cromatográficas previamente preparadas, cubas de vidro, vidros de “penicilina”, iodo sólido, papel de filtro e espátula.

- Reagentes: Tolueno, azobenzeno, benzidrol, benzofenona, acetona.

INTRODUÇÃO

A cromatografia é um método físico-químico de separação. Ela está fundamentada na migração diferencial dos componentes de uma mistura, que ocorre devido a diferentes interações, entre duas fases imiscíveis, a fase móvel e a fase estacionária. A grande variedade de combinações entre fases móveis e estacionárias a torna uma técnica extremamente versátil e de grande aplicação.

A cromatografia pode ser utilizada para a identificação de compostos, por comparação com padrões previamente existentes, para a purificação de compostos, separando-se as substâncias indesejáveis e para a separação dos componentes de uma mistura.

As diferentes formas de cromatografia podem ser classificadas considerando-se diversos critérios, sendo alguns deles: classificação pela forma física do sistema cromatográfico (cromatografia planar e em coluna); classificação pela fase móvel empregada (cromatografia gasosa, líquida e supercrítica); classificação pela fase estacionária utilizada (fases sólidas, líquidas e quimicamente ligadas) e classificação pelo modo de separação (adsorção, partição, troca iônica, exclusão ou misturas desses mecanismos).

Dentro da cromatografia planar temos a cromatografia em camada delgada (CCD). 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. (http://www.qnesc.sbq.org.br/online/qnesc07/atual.pdf)

PARTE EXPERIMENTAL

PARTE I : Isomerismo cis-trans no Azobenzeno

- Procedimento:Aplicou-se em uma placa cromatográfica, usando um tubo capilar, uma gota

de azobenzeno, próximo a uma das bordas laterais. A placa foi exposta a própria luz elétrica por cerca de 20 minutos. Adicionou-

se à cuba o solvente a ser utilizado na eluição. Fez-se uma segunda aplicação de azobenzeno na placa com a solução que

permaneceu no escuro. A placa foi introduzida, da forma correta, na cuba de eluição e esta foi tampada. Aguardou-se até que o solvente chegasse a cerca de 1 cm abaixo da extremidade superior da placa.

Houve a remoção da placa para o exterior da cuba e fez-se a marcação, com o auxílio de uma lapiseira, da posição atingida pelo eluente. Após a total evaporação do solvente, foram medidas as distâncias entre o ponto de aplização da amostra e a frente do eluente, bem como do ponto de aplicação e o centro de cada uma das manchas. Calculou-se os Rf’s e as manchas foram associadas ao cis-azobenzeno e ao trans-azobenzeno.

PARTE II : Identificação dos Compostos Benzidrol e benzofenona

- Procedimento:Uma pequena quantidade da substância A foi transferida para um frasco

pequeno e adicionou-se três gotas de acetona para dissolver a substância. Aplicou-se a solução na placa próxima a uma das bordas laterais.

Em um segundo frasco pequeno e de modo semelhante, uma pequena quantidade da substância B foi dissolvida em um pouco de acetona. A nova solução foi aplicada próxima a outra borda lateral da placa.

A placa foi eluída com tolueno. Marcou-se a frente do eluente e aguardou-se até que o solvente tivesse evaporado.

Introduziu-se a placa na cuba reveladora (contendo iodo sólido). Esperou-se até que as manchas pudessem ser visualizadas. Aplaca foi removida e fez-se o contorno das manchas utilizando-se de uma lapiseira. Efetuou-se as medidas para o cálculo dos Rf’s.

As manchas foram associadas ao Benzidrol e à Benzofenona, em função da polaridade.

- Montagens:

Desenho esquemático de uma cromatoplaca.

Desenho esquemático da eluição da cromatoplaca.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Placa cromatográfica I: Azobenzenos

Distância Percorrida pelo

eluente: 7,5cm

Substância A (azobenzeno pós

fotoisomerização):

Distância percorrida: 1,5 cm

Substância B (azobenzeno sem

fotoisomerização):

Distância percorrida: 4,5cm

Cálculo do Rf:

Rf= (Distância percorrida pela substância)/(Distância percorrida pelo

eluente)

RfA = 1,5/7,5 = 0,2

RfB = 4,5/7,5 = 0,6

Discussão:

Azobenzeno Trans Azobenzeno Cis

Analisando o momento dipolar de cada uma das moléculas de

Azobenzeno podemos perceber que o momento dipolar do Azobenzeno Cis é

maior que o do Azobenzeno Trans, portanto, o isômero cis é mais polar que o

trans. Na cromatografia em camada delgada substâncias mais polares tendem a

ficar retidas na fase estacionária (que é polar também) e substâncias menos

polares tendem a ser arrastadas pela fase móvel. Considerando esse

comportamento é possível concluir que a substância A é o Azobenzeno Cis e a

substância B é o Azobenzeno Trans.

Podemos identificar a presença de azobenzenos trans na aplicação A,

porém estes existem porque a fotoisomerização feita não foi completamente

eficiente.

Fotoisomerização do azobenzeno

Placa cromatográfica II: Benzidrol e Benzofenona

Distância Percorrida pelo

eluente: 7,5cm

Substância A:

Distância percorrida: 3,0 cm

Substância B:

Distância percorrida: 4,0cm

Cálculo do Rf:

Rf= (Distância percorrida pela substância)/(Distância percorrida pelo

eluente)

RfA = 3,0/7,5 = 0,4

RfB = 4,0/7,5 = 0,53

Discussão:

Benzidrol Benzofenona

Analisando a estrutura do Benzidrol e da Benzofenona é possível afirmar

que ambos são polares, devido a presença dos grupos álcool e cetona. Porém o

grupo álcool do benzidrol é mais polar que o grupo cetona da benzofenona,

devido a possibilidade da hidroxila fazer ligações de hidrogênio mais fortes que a

cetona.

Como o Benzidrol é mais polar ele ficará mais preso à fase estacionária,

portanto subirá menos. Ou seja, ele é a substância A. Já a Benzofenona ficará

menos preso à fase estacionária e subirá mais. Ou seja, ela é a substância B.

CONCLUSÃO

A cromatografia em camada delgada é eficiente para a identificação de duas ou mais substâncias através do conhecimento da polaridade das mesmas. Com ela é possível identificar substâncias com grupos funcionais diferentes, isômeros, entre outras. No experimento realizado, foram diferenciadas duas duplas de compostos de forma satisfatória.

REFERÊNCIAS

[Introdução]

http://www.qnesc.sbq.org.br/online/qnesc07/atual.pdf - Acesso em 23/04/2012

[Resultados e discussões]Azobenzeno - http://es.encydia.com/pt/Azobenzeno - Acesso em 23/04/2012

ANEXOS

QUESTIONÁRIO 3:

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, por exemplo, separar compostos orgânicos a partir de extratos naturais. Nesse caso o extrato é primeiro submetido à cromatografia em coluna e posteriormente à cromatografia em camada delgada, onde misturas são identificadas e as substâncias separadas.

3) Complete a tabela abaixo:

Substância Estrutura Polaridade (ordem decrescente)

Rf

Cis-azobenzeno

Cis-azobenzeno>

Trans-azobenzenoTrans-

azobenzeno

BenzidrolBenzidrol

>Benzofenona

Benzofenona

4) Qual azobenzeno foi utilizado na atividade? Justifique.R: Utilizou-se o trans-azobenzeno, uma vez que esta é sua configuração antes de passar pela fotoisomerização. Após esse processo, ele transforma-se em cis-azobenzeno, que também foi utilizado na atividade.

5) Qual deles é o mais estável? Por quê?R: . Por várias razões o isômero cis é menos estável do que o isômero trans. Um dos motivos é que o isômero cis tem uma conformação distorcida e é menos deslocalizada do que a conformação trans. Dessa forma, o cis-azobenzeno poderá relaxar termicamente para a forma trans via isomerização cis-trans.

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 esquematização correspondente ao processo citado pode ser vista abaixo:

7) Identifique as substâncias A e B.R: A = BenzidrolB = 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.