Cromatografía de capa fina: Fundamento, fases y ejemplos ¿Qué es la TLC en química?

¿Qué es TLC en Química?

La TLC o cromatografía en capa fina es un método analítico y de purificación utilizado en química. En la cromatografía de capa fina, hay una separación de los componentes de una mezcla basada en las interacciones de los componentes entre dos fases. TLC es un método de cromatografía que también incluye cromatografía en columna y cromatografía de gases. La cromatografía en columna permite la separación de cantidades de gramos de componentes. Se pueden obtener cantidades de miligramos de componentes en TLC. Tanto la TLC como la cromatografía de gases se utilizan para controlar el progreso de las reacciones. La cromatografía en capa fina permite una comprobación rápida de la purificación de un compuesto sintetizado.

Comprensión de la cromatografía en capa fina

Hay dos fases en la cromatografía de capa fina: la fase estacionaria y la fase móvil. La separación de diferentes componentes en una mezcla se logra utilizando la interacción de los componentes con las dos fases. Dependiendo de la naturaleza de la fase estacionaria, diferentes componentes tendrán una fuerte interacción con el material absorbente. Una fase estacionaria polar tendrá una fuerte interacción con los componentes polares. Esta interacción más fuerte hará que los componentes polares no viajen muy lejos en la placa de TLC. Los componentes no polares viajarán más lejos porque estos componentes tendrán una interacción débil con el absorbente polar.

Fase estacionaria TLC

La fase estacionaria de TLC, también conocida como fase sólida o absorbente, suele ser una placa recubierta con material absorbente. El material de respaldo de la placa de TLC puede ser vidrio, metal o plástico. Hay varios absorbentes que se utilizan en la cromatografía en capa fina.

• Gel de sílice: cuando esta fase estacionaria se utiliza en TLC, el método de separación se basa en la adsorción. El gel de sílice es un absorbente polar. Un compuesto polar tendrá una interacción más fuerte con el gel de sílice y permanecerá más cerca del fondo de la placa de TLC.
• Gel de sílice de fase inversa: En este absorbente, el gel de sílice se modifica variando la longitud de la cadena del organosilano. Cuando se utiliza gel de sílice modificado como fase estacionaria, esto se denomina TLC de fase inversa. Esta modificación convierte al gel de sílice en un absorbente no polar. Los compuestos no polares tendrán una interacción más fuerte con esta fase estacionaria.
• Alúmina (óxido de aluminio): esta fase estacionaria se comportará de manera similar al gel de sílice pero es más reactiva.
• Celulosa modificada con polietilenimina (celulosa PEI): esta fase estacionaria de celulosa modificada separa los componentes de una mezcla mediante intercambio iónico. El componente debe tener presente un grupo iónico activo de intercambio para ser separado por la celulosa PEI. La separación de componentes se basa en cargos. Los aminoácidos y los péptidos se separan utilizando celulosa PEI.

En el procedimiento TLC, la fase estacionaria es el material sobre el que se aplica la mezcla de componentes. Después del procedimiento de TLC, los puntos de los componentes individuales se pueden visualizar observando la fase estacionaria de TLC. Según la naturaleza del material absorbente, la visualización de las manchas se puede lograr mediante el uso de luz ultravioleta (UV). La visualización con luz ultravioleta puede ocurrir cuando el absorbente se impregna con un tinte que emite una fluorescencia verde bajo la luz ultravioleta.

Fase móvil TLC

La fase móvil de TLC, también llamada solvente de desarrollo, es un solvente o la elección del sistema solvente para usar en TLC. Esta fase móvil transportará los componentes de una mezcla manchada hasta la placa de TLC. Si la polaridad del sistema solvente es demasiado extrema, esto hará que los componentes se muevan muy poco o demasiado. La elección correcta de solvente(s) permitirá la separación adecuada de una mezcla de componentes. Los siguientes disolventes orgánicos se utilizan en la cromatografía en capa fina.

• Hexano: este compuesto de hidrocarburo no es polar, por lo que los componentes no viajarán muy lejos en la TLC.
• Tolueno: Si bien es un poco menos no polar que el hexano, los componentes viajarán más hacia arriba en la placa de TLC.
• Cloruro de metileno: este solvente es incluso menos no polar que el hexano. El cloruro de metileno, también conocido como diclorometano, permitirá que el componente suba más en la placa de TLC.
• Acetato de etilo: este solvente hará que los componentes suban más en la placa de TLC porque el acetato de etilo es un éster. El grupo etilo en el acetato de etilo todavía hace que este solvente sea menos polar.
• Acetona: este solvente es más polar que el acetato de etilo, por lo que los componentes viajarán más arriba en la placa de TLC. La acetona es una cetona, y este disolvente contiene menos átomos de carbono e hidrógeno que el acetato de etilo.
• Isopropanol: este solvente contiene un grupo funcional de alcohol que hará que los componentes comiencen a moverse hacia arriba en la placa de TLC.
• Etanol: Otro disolvente con grupo funcional alcohol. El etanol tiene un átomo de carbono menos y tres átomos de hidrógeno menos que el isopropanol. Esta reducción en la porción de hidrocarburo del solvente hace que el solvente sea más polar. Aumentar la polaridad aumentará la distancia recorrida por los componentes.
• Metanol: este disolvente es incluso más polar que el etanol, por lo que los componentes recorren más distancia.
• Agua o ácido acético: estos solventes son muy polares y harán que todos los componentes suban por la placa de TLC una distancia aún mayor.

Cómo encontrar el valor Rf de TLC

TLC se ejecuta comúnmente durante las reacciones en química orgánica porque el análisis TLC brinda un método simple y confiable para juzgar el progreso de la reacción. Para juzgar el progreso de la reacción, es necesario determinar los valores de Rf de los componentes de la reacción. La siguiente pregunta será cómo encontrar el valor de R f en TLC. El valor de Rf se obtiene realizando un cálculo sencillo. Algunos datos deben obtenerse del cromatograma, también conocido como placa TLC revelada. El valor del disolvente d se obtiene midiendo la distancia entre la línea de origen y el frente del disolvente. Para cada punto, se debe medir la distancia entre el centro del punto y la línea de origen. Este valor se llama dx , donde x es la identidad del punto como a, b, c, etc. El valor Rf para un punto individual se puede calcular usando la siguiente fórmula:

• R f = d x / d solvente

Consideremos los siguientes datos de TLC y calculemos los valores de Rf para dos puntos observados en el TLC desarrollado.

• El punto A tiene una distancia recorrida de 1,3 pulgadas
• El punto B tiene una distancia recorrida de 0,7 pulgadas
• La distancia entre la línea de origen y el frente del solvente es de 3,2 pulgadas.
• R f (punto A) = 1,3 pulgadas / 3,2 pulgadas = 0,4 pulgadas
• R f (punto B) = 0,7 pulgadas / 3,2 pulgadas = 0,2 pulgadas

Si hay múltiples puntos en un carril de una placa de TLC, se deben calcular múltiples valores de Rf. Basándose en los valores de Rf, se pueden determinar las identidades del lugar. El componente que produjo el punto B tiene una interacción más fuerte con la fase estacionaria en comparación con el punto A. Esta observación se basa en el valor Rf más bajo para el punto B.

Análisis y usos de TLC

El análisis TLC es una gran técnica de laboratorio con muchos usos fuera de los cursos de laboratorio. Esta técnica de separación es una parte esencial de un entorno de investigación y tiene usos prácticos fuera de la investigación. La siguiente aplicación ilustra la importancia de TLC.

• Productos farmaceuticos
  
  • TLC se utiliza en el control de calidad de medicamentos recetados para verificar la pureza y buscar componentes negativos en los medicamentos.
  • La cromatografía de capa fina se utiliza para comprobar la pureza de las formaciones farmacéuticas durante el desarrollo de medicamentos recetados.
• Ciencia de los Alimentos
  
  • Un científico de alimentos usará TLC para verificar si hay residuos de medicamentos y antibióticos en los alimentos.
  • TLC es una herramienta analítica para analizar ingredientes, conservantes y agentes edulcorantes en productos alimenticios.
• Investigación científica
  
  • Al desarrollar una nueva reacción química, la TLC se puede utilizar para controlar el progreso de la reacción.
  • Un científico utilizará la cromatografía de capa fina para la preselección antes de analizar una muestra en HPLC.
• Pruebas ambientales
  
  • TLC se utiliza en las pruebas de agua para detectar la presencia de pesticidas dañinos.
  • Los desechos de aguas residuales contienen varios compuestos orgánicos que se pueden analizar mediante TLC. El bajo costo y la simplicidad de esta técnica hacen de TLC una buena opción de prueba.

Ejemplo de aplicación de TLC

Mientras se ejecuta una reacción, la mezcla de reacción se puede analizar ejecutando una TLC periódicamente durante el curso de la reacción. Deben conocerse los valores R f de los materiales y productos de partida. En un procedimiento de cromatografía en capa fina, se deben realizar varios pasos de procedimiento.

Procedimiento paso a paso de TLC

• La línea de origen debe dibujarse en el lado absorbente de la placa de TLC. Esta línea debe dibujarse con lápiz porque la tinta del bolígrafo viajará por la placa de TLC mientras se revela. La línea de origen debe ser recta y dibujarse aproximadamente a una pulgada de la parte inferior de la placa de TLC.
• Debe usarse un tubo capilar de TLC para detectar la placa de TLC con la mezcla de reacción. Esta mezcla de reacción se debe colocar sobre la fase estacionaria, usando el lápiz para marcar el carril en el que se agregó la mancha. Al detectar la placa de TLC, tenga cuidado de no manchar demasiado la placa de TLC. Sobremanchar la placa de TLC dará lugar a colas en la placa de TLC revelada. Permita que las manchas se sequen.
• Luego, la placa de TLC se agrega a un vaso de precipitados o cámara de TLC que contiene un pequeño volumen de la fase móvil. Si la fase móvil está por encima de la línea de origen, las manchas de la mezcla de reacción se eliminarán y no ascenderán por la placa de TLC. Siempre asegúrese de que la línea de origen esté por encima del nivel del solvente (fase móvil) antes de agregar la placa de TLC al recipiente de TLC. Si todo está en orden, agregue la placa de TLC al vaso de precipitados o cámara de TLC.
• A medida que se desarrolla la placa de TLC, la fase móvil viajará lentamente hacia arriba de la placa de TLC. Parecerá que el absorbente (fase estacionaria) se está humedeciendo, como una toalla de papel que absorbe un derrame. Deje que la fase móvil suba por la placa de TLC hasta que esté a menos de una pulgada de la parte superior de la placa de TLC. En este punto, la placa de TLC se puede retirar del recipiente de TLC.
• Dibuje rápidamente el frente del solvente, donde la fase móvil dejó de viajar, usando un lápiz en la placa de TLC. Permita que la placa de TLC se seque al aire o use un horno de laboratorio. Las manchas que resultaron de la separación de la mezcla de reacción se pueden visualizar utilizando una luz ultravioleta.
• Las manchas aparecerán bajo la luz ultravioleta y se puede usar un lápiz para trazar alrededor de las manchas. Se puede observar cola de las manchas si se agrega demasiada mezcla de reacción a la placa de TLC. Si este es el caso, se debe realizar otro análisis TLC para obtener mejores resultados. Todas las distancias deben medirse con una regla y registrarse.
• Se deben calcular los valores de R f y, si es necesario, se deben realizar más análisis de TLC para evaluar el progreso de la reacción.

Resumen de la lección

La cromatografía en capa fina (TLC) es un método de purificación y separación analítica comúnmente utilizado en química. La separación de los componentes de una mezcla se basa en las interacciones entre el componente y las dos fases. Estas dos fases en TLC son la fase estacionaria y la fase móvil. La fase estacionaria, también conocida como absorbente, es la fase sólida. Este absorbente puede ser un material absorbente polar o no polar. La fase móvil es el solvente de desarrollo y puede ser solo uno o múltiples solventes. Cambiar la polaridad de la fase móvil hará que los componentes suban más o menos por la placa TLC.

Al realizar un procedimiento de TLC, se debe utilizar un lápiz para dibujar la línea de origen . Esta línea de origen es donde se ubica la mezcla a analizar. Antes de agregar una placa de TLC a un contenedor de desarrollo de TLC, se debe asegurar que la línea de origen esté por encima del nivel de la fase móvil. Después de sacar una placa de TLC del recipiente de TLC, el frente del solvente debe marcarse con un lápiz. Este frente de solvente es donde el solvente deja de viajar. El valor Rf es un valor que describe qué tan lejos viajó un componente por un TLC y puede usarse para identificación. El uso de valores de R f obtenidos del análisis TLC permite que este método de cromatografía tenga muchas aplicaciones.