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Angel Romero Mendoza

Laboratorio de Química Orgánica

CUESTIONARIO DE CROMATOGRAFÍA CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA (CCF)

1. Cuál es la diferencia entre cromatografía de partición y cromatografía de adsorción? Cromatografia de Particion

● Técnica de separación de moléculas basada en su diferente solubilidad entre dos fases inmiscibles. La fase estacionaria es revestida o impregnada con una fase solvente y la mezcla a separar se pasa en la fase móvil. ● La fase estacionaria es un líquido soportado en un sólido inerte. ● La fase móvil puede ser un líquido (cromatografía de partición líquido-líquido) o un gas (cromatografía de partición gas-líquido, glc). Ambas fases son inmiscibles. ● La cromatografía en papel es un tipo de cromatografía de partición en la cual la fase estacionaria es una capa de agua adsorbida en una hoja de papel. ● La cromatografía de gases (gc) y de alta resolución (hplc) son técnicas de partición ampliamente empleadas.

Cromatografia de adsorción (líquido-sólido) ● Aptitud retentiva de la fase estacionaria donde intervienen principalmente fuerzas físicas de superficie. ● Se basa principalmente en las diferencias en la afinidad de adsorción relativa de los compuestos de la muestra por el sólido (Adsorbente) de carácter polar utilizado como fase estacionaria. Fase móvil líquida (Eluyente) apolar. ● Su limitación más importante es la dificultad de separar sustancias de polaridad parecida ● Consiste en la separación de las moléculas basándose en su tamaño en lugar de en su solubilidad o polaridad. ● Las separaciones obtenidas se determinan casi exclusivamente por interacciones polares, siendo la fase estacionaria más polar que la fase móvil. ● Las fases estacionarias empleadas para este tipo de cromatografía son inorgánicas (zeolitas), o geles orgánicos compatibles con disolventes acuosos u orgánicos. ● Ejemplos: alúmina, gel de sílice, carbón activo, fosfato cálcico, hidroxiapatita ● Estas fases estacionarias poseen cavidades en las cuales las moléculas de los compuestos a separar pueden penetrar y ser retenidas, siendo las moléculas mayores las eluidas de la columna en primer lugar; el rango de trabajo de estas fases estacionarias, se define como el intervalo de pesos moleculares que pueden ser separados. ● El proceso de adsorción debido a las atracciones intermoleculares dipolo-dipolo o puentes de hidrógeno entre los componentes de la muestra y el adsorbente. ● La fase estacionaria debe ser químicamente inerte con las sustancias que se pretenden separar, hay que tener en cuenta que el gel de sílice tiene carácter ácido, mientras que la alúmina puede adquirirse con carácter ácido, básico o neutro. Límite de exclusión, se define como el peso molecular a partir del cual los compuestos pasarán a través del lecho estacionario sin experimentar retención.

2. Se eluye una placa cromatográfica en diclorometano. Después de observarla en la lámpara de UV se observa una sola mancha con un RF de 0.95. ¿Tú dirías que se trata de un compuesto puro? ¿Qué otra elución harías para corroborar la pureza de la muestra?

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Cada muestra tiene un Rf propio, sin embargo, si podría considerarse como puro al obtenerse únicamente una mancha, pero habría que realizarse una elusión con una muestra patrón y fijarte si el patrón y la muestra corren igual: La sustancia patrón en cromatografía, debe reunir las siguientes características: 1. Identificación verificada con certeza anteriormente, 2. pureza verificada, 3. usar cantidades similares para la prueba, junto con la muestra. Aunque también emplearía una mezcla de hexano/acetato de etilo 80:20 para observar si se obtienen diversos componentes. 3. ¿Por qué es necesario que la cuba cromatográfica esté saturada con los vapores del eluyente? La cuba cromatográfica deberá estar saturada con la fase móvil antes de introducir la placa, de lo contrario el solvente en vez de ascender por capilaridad continuamente, tenderá a evaporarse de la capa de adsorbente para equilibrar al líquido con su presión de vapor. Eso implicaría un ascenso no homogéneo del frente del solvente.

4. ¿Por qué es necesario introducir en la cuba cromatográfica un papel filtro? Se introduce un trozo de papel filtro rodeando parcialmente la pared de la cubeta cromatográfica con el fin de saturar la atmosfera de la cubeta con el vapor del disolvente y prevenir la evaporación del eluyente desde la placa cromatográfica

5. Qué ocurre si al introducir la placa en la cámara cromatográfica, el nivel del eluyente alcanza el sitio de aplicación de la mancha? 

Cuando esto ocurre, el eluyente disuelve las manchas de la muestra y de los patrones obstruyendo el debido proceso de la cromatografía y obteniendo resultados erróneos o posiblemente sin tener resultados.



No se lleva a cabo una separación debido a que la muestra será disuelta por el eluyente.

6. Calcula el RF de una mancha que recorrió 5.7 cm, con un disolvente que recorrió 13 cm.

Rf =

distanciarecorrida por el compuesto 5.7 cm =0.438461538 = distanciarecorrida por la fase movil 13 cm

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7. Escoge la opción correcta: en una cromatografía en capa fina (CCF) que utiliza sílica gel como adsorbente, el componente más polar: a) Tendrá un RF mayor que el resto de los componentes. b) Se retendrá más en la sílice y tendrá el RF más pequeño que el resto de los componentes. c) No se ve afectado por la polaridad del eluyente. d) Se ve afectado por el tamaño de la cromatoplaca.

8. Si se realiza una cromatografía en capa fina con hexano/acetato de etilo (70:30) como eluyente de los siguientes compuestos: ¿Cuál sería el orden de elución? (ordene los compuestos de mayor a menor RF).

II,III,I 9. En las siguientes preguntas elije la respuesta correcta. Para separar una mezcla de 2 sustancias por cromatografía en capa fina, se emplearon varios eluyentes y se midieron los RF resultantes. De acuerdo a las cromatoplacas obtenidas, escoja la opción en donde se empleó el mejor eluyente:

A 10. Para separar una mezcla de compuestos en un laboratorio se realizaron las siguientes pruebas de cromatografía en capa fina. ¿Cuál será el eluyente adecuado para purificar los compuestos I y II?

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a) El acetato de etilo porque es más polar y los compuestos eluirán más rápido b) El acetato de etilo porque es un disolvente polar y los compuestos son polares c) Ninguno de estos eluyentes es adecuado para purificar los compuestos por cromatografía d) La mezcla de hexano/acetato de etilo 80:20 porque se separan los componentes de la mezcla. 11. Observa la siguiente placa cromatográfica a) Está impura b) Está pura c) Tiene tres componentes d) Es sólida

12. ¿Cómo se sabe por cromatografía en capa fina si la muestra analizada está pura o impura? Por la cantidad de manchas, se coloca 1 mancha en placa cromatográfica, y se emplea un eluyente indicado. Si se observa que se reveló 1 mancha, la sustancia es pura; en cambio, si se observa una mancha a cierta altura pero, se revela también otra mancha mas arriba acercándose al frente del eluyente, es indicativo de una sustancia impura. 13. El valor de R.f ¿depende del eluyente utilizado? Si, ya que el valor de Rf depende de las condiciones en las cuales se corre la muestra, que involucran: tipo de adsorbente, eluyente, así como las condiciones de la placa, temperatura, vapor de saturación, etc.

14. Considere una muestra que contiene una mezcla de bifenilo, alcohol bencílico y Ácido benzoico: La muestra es corrida en una placa cromatográfica en un sistema diclorometano:ciclohexano. Dibuja una placa cromatográfica y predice cada mancha de los tres compuestos. ¿Cómo se verían?

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Bifenilo

Acido Benzoico Alcohol benciclico

15. Explica que inconvenientes tiene, o podría tener, la cromatografía en capa fina si:  La aplicación es muy concentrada Podría expresarse como un Rf muy parecido entre sustancias donde la separación no será eficiente. La muestra mostrará una mayor coloración al momento de obtener resultados. Si está muy diluída o muy concentrada no se distinguirán las fases del analito a pesar de que el Rf se mantendrá inalterado.  Se utiliza un eluyente de alta polaridad La sustancia se desplazaría demasiado del origen por lo que el factor Rf se vería afectado en el cálculo. Prácticamente, el componente deseado se vería arrastrado al mismo tiempo con el eluyente de alta polaridad.

16. ¿Cómo se observan las manchas en CCF cuando las sustancias analizadas no son coloridas? Las manchas de color son, por supuesto, inmediatamente visibles; las incoloras pueden revelarse mediante: a) Luz UV: si la sustancia absorbe luz ultravioleta, se puede usar una fase estacionaria impregnada con un indicador fluorescente (F25a ó F366), el número que aparece como subíndice nos indica Ia longitud de onda de excitación del indicador utilizado" b) La introducción de la placa en vapores de yodo c) El rocío con una solución de agua|H2SO a 1:1 (dentro de un compartimiento especialmente protegido y bajo una campana de extracción de gases). Después calentar intensamente, por ejemplo, con un mechero hasta carbonizar los compuestos. 17. Una sustancia pura muestra _____ mancha en un cromatograma a) 1 b) 2

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c) 3 d) 4 18. Cómo se calcula el valor de RF en CCF? El símbolo Rf significa “Relación de frentes”, es una relación de distancias, y se expresa como el cociente entre la distancia recorrida por la sustancia y la distancia recorrida por el disolvente hasta el frente del eluyente:

Rf =

(a ) distancia que recorrela muestra desde el puntode aplicación ( b) distanciaque recorre el disolvente hastael frente del eluyente

19. En CCF el compuesto más polar: a) No se mueve del punto de aplicación b) Tiene el Rf más grande c) Permanece cerca del punto de aplicación d) Puede encontrarse en el centro de la placa 20. En CCF el compuesto menos polar: a) No se mueve del punto de aplicación b) Tiene el RF más grande c) Permanece cerca del punto de aplicación d) Puede encontrarse en el centro de la placa

21. La CCF puede usarse para distinguir entre diferentes aminoácidos. Si un aminoácido particular tiene baja solubilidad en la fase móvil utilizada, entonces el aminoácido a) Debe tener una masa molecular alta

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b) Se moverá a una velocidad cercana a la del disolvente c) Pasará más tiempo disuelta en la fase móvil que unida a la fase estacionaria d) Tendrá un valor de RF bajo

22. Una mezcla está formada por dos componentes O y P. Una pequeña cantidad de esta mezcla se aplicó en una placa de CCF y se eluyó utilizando un disolvente adecuado. El resultado se muestra abajo. El componente O es adsorbido…..

a) Menos fuertemente sobre la fase estacionaria y tiene un valor de RF menor que el componente P b) Menos fuertemente sobre la fase estacionaria y tiene un valor de RF mayor que el componente P c) Más fuertemente sobre la fase estacionaria y tiene un valor de RF mayor que el componente P d) Más fuertemente sobre la fase estacionaria y tiene un valor de RF menor que el componente P

Bibliografia https://rodas5.us.es/file/23a16560-123f-bec5-ec5b44a3042a281d/2/laboratotio_quimica_organica_SCORM.zip/pagina_24.htm

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http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/M.Cromatogrficos_6700.pdf https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/cromatografia-particion https://www.youtube.com/watch?v=g71IWP2O5pg http://www.fcn.unp.edu.ar/sitio/quimicabiologica1/wp-content/uploads/2010/08/T.P.cromatografia-2017.pdf http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/6.-CROMATOGRAFIA_26249.pdf https://www.coursehero.com/file/p7pg78l/3-Cu%C3%A1l-ser%C3%A1-el-resultado-de-lossiguientes-errores-en-cromatograf%C3%ADa-en-capa/ http://organica1.org/1311/1311_6.pdf

CROMATOGRAFÍA EN COLUMNA 1. ¿Qué es la cromatografía en columna?

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Es un método de cromatografía utilizado para aislar un único compuesto químico de una mezcla. La cromatografía es capaz de separar sustancias basadas en la adsorción diferencial de compuestos al adsorbente; los compuestos se mueven a través de la columna a diferentes velocidades, lo que les permite separarse en fracciones. Todas las cromatografías denominadas en columna se caracterizan por tener una fase estacionaria que se encuentra dentro de una columna de vidrio de 5 a 30 mm de diámetro por la que se hace pasar una fase móvil, esta se desplaza por capilaridad, gravedad o presión. Pueden emplearse fases móviles líquidas, gaseosas o fluidos supercríticos que estará en permanente movimiento. Según la afinidad de las moléculas por la fase móvil o la estacionaria, éstas se separaran. Después de cada cromatografía se puede obtener información del cromatograma tanto cualitativa (para identificar los distintos compuestos de la mezcla) como cuantitativa (para poder obtener la cantidad y composición de las sustancias separadas). Las fases estacionarias pueden ser de materiales muy distintos, existen derivados de dextranos (sefadex), derivados de agarosa, poliacrilamida, esferas de vidrio, sílice, etc.

2. ¿Cómo se separan los componentes de una mezcla por esta técnica? 

Según la afinidad de las moléculas por la fase móvil o la estacionaria, éstas se separaran. La cromatografía es capaz de separar sustancias basadas en la adsorción diferencial de compuestos al adsorbente; los compuestos se mueven a través de la columna a diferentes velocidades, lo que les permite separarse en fracciones.

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La separación se realiza entre una fase móvil líquida (o gaseosa en el caso de cromatografía instrumental) y una fase estacionaria constituida por un sólido finamente dividido y sobre el cual se produce la adsorción de los componentes a separar. La separación de los solutos por cromatografía sólido - líquido (o sólido gas) depende de: a - el establecimento del equilibrio en la interfase entre la fase estacionaria y la solución aplicada (muestra a separar), que resulta de la competencia solvente – fase estacionaria para el soluto disuelto; b - la relativa solubilidad del soluto en el solvente eluente. El soluto es adsorbido de la solución por la fase estacionaria, y más tarde, desadsorbido pasando a la fase móvil. Cuando hay más de un soluto, aquél que se una más fuerte al adsorbente será eluido más lentamente, y será el que corre o se desplaza menos. La posición relativa que los solutos toman en la columna dependerá de su fuerza de adsorción y las velocidades de pasaje a la fase móvil dependerá de sus respectivas velocidades de desadsorción.

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La fase estacionaria consiste en un sólido adsorbente empaquetado en una columna de vidrio. La mezcla a separar (muestra) se deposita sobre la superficie superior de la fase estacionaria quedando adsorbida en ella. A continuación, se

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permite el paso de la fase móvil (eluyente)a lo largo de la columna a través de la fase estacionaria. Durante el proceso cromatográfico los componentes de la muestra son arrastrados por la fase móvil a distintas velocidades efectuándose la separación. La velocidad de arrastre de cada componente depende de su grado de adsorción en la fase estacionaria y de su afinidad por la fase móvil. Para que la separación de los componentes de la mezcla sea efectiva, su velocidad de migración a lo largo de la columna debe ser suficientemente diferente y la longitud de la columna adecuada. La fase móvil se desplaza a lo largo de la fase estacionaria debido a la fuerza de la gravedad. Desarrollo/Elución de la columna: Una vez sembrada la muestra se permite el paso de la fase móvil a través de la fase estacionaria y se van recogiendo fracciones consecutivas del eluyente, que serán examinadas posteriormente para determinar su composición. 3. ¿Cómo se elige la fase estacionaria para la cromatografía en columna? Se debe tener en cuenta: a) Actividad o poder adsorbente: la actividad máxima está dada por un mínimo contenido de moléculas de agua sobre la superficie del adsorbente (idealmente 0 %, aunque en general se tiene un 5 %). A medida que aumenta el % disminuye la actividad del adsorbente ya que numerosos sitios activos de su superficie están bloqueados por moléculas de agua. b- Inercia química: el adsorbente no debe reaccionar con las sustancias a separar. Pueden haber reacciones indeseables de hidrólisis de ésteres, condensaciones aldólicas (con alúmina), lactonizaciones (con sílice), formación de sales (entre alúmina básica con componentes ácidos, o entre sílica que posee características ácidas con componentes básicos), deshidrataciones de grupos funcionales lábiles o catálisis de descomposición, transposición o isomerización. c- Solubilidad del adsorbente: debe ser totalmente insoluble en el solvente de desarrollo. d- Color: deberá ser incolora. e- Composición: uniforme. f- Tamaño del gránulo: mientras más fina sea la división del adsorbente, mayor es la superficie de contacto y mayor la adsorción. El tamaño del gránulo debe ser entre 60 y 200 micrones. Menos no es conveniente porque el empacado se hace muy denso y el pasaje de solvente lento. g- Empaquetamiento: debe ser homogéneo, de lo contrario habría un descenso rápido de las bandas en zonas menos densas de relleno y el frente de elución sería desparejo, saliendo los componentes mezclados. Tampoco deben quedar canales, ya que por ellos correrían más rápidamente las bandas ocasionando el mismo error.

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4. ¿Cómo se elige la fase móvil para la cromatografía en columna? 

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Cuando vamos a realizar una cromatografía en columna, lo primero que debemos hacer es elegir un disolvente adaptado para nuestro caso, para así optimizar la separación de los componentes de la mezcla. Dicha operación se produce a través de cromatografía analítica en capa fina. El disolvente debe producir una buena separación de los componentes de la mezcla en la placa, colocando el componente menos polar a un Rf cercano a 0.3. La variante más influyente en la eficacia de la separación de la cromatografía a media presión usando gel de sílice es el diámetro de la columna, así como la cantidad de gel utilizado. En el caso de columnas pequeñas, lo ideal es usar un eluyente menos polar que el conseguido en el resultado de la cromatografía en placa. A veces se utilizan mezclas de disolventes y se hace una elución en gradiente. Para esto, la cromatografía se inicia con una mezcla de disolventes de polaridad adecuada para poder separar el componente que posea mayor Rf, y así, una vez recogido, se aumentará poco a poco la polaridad para poder ir separando los componentes más polares. Si cuando se empieza la cromatografía se usa un disolvente excesivamente polar, los componentes de la mezcla eluirán conjuntamente, lo que llevaría a que la separación no tenga lugar. Una de las mezclas de disolventes más utilizadas es hexano/acetato de etilo. Por lo general se comienza la elución con un solvente no polar para remover compuestos relativamente poco polares de la columna, y luego, gradualmente, aumentar la polaridad del solvente para forzar a los compuestos de mayor polaridad a descender de la columna, es decir a eluir. Cuando la polaridad del solvente debe ser cambiada, este paso debe ser gradual, agregando pequeños porcentajes del nuevo solvente, hasta que el porcentaje alcance el valor deseado. Si no se procede así, se pueden formar canales o quiebras en la columna. Es fundamental el...