Fundamentos de la cromatografía
¿Ha notado alguna vez que la tinta de un papel se esparce si se derrama agua sobre la mancha de tinta? El agua puede hacer que la tinta, incluso la tinta negra, se separe en los colores que la componen. ¿Qué le dice esta separación de colores sobre los componentes de la tinta?
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El escenario descrito anteriormente está conectado con una técnica analítica extremadamente útil en química conocida como cromatografía . La cromatografía, una palabra que se traduce aproximadamente como «escritura en color» del griego, es una técnica que separa mezclas de sustancias no volátiles. La técnica utiliza un líquido que es absorbido por un sólido que se conoce como fase estacionaria . En la fase móvil , el líquido disuelve los componentes de la mezcla y transporta los diferentes componentes de la misma manera que el agua transporta la tinta. La separación de los componentes de la mezcla se basa en el principio de «lo similar disuelve lo similar». La fase móvil líquida actúa como un disolvente que disuelve los componentes o solutos. La facilidad con la que los componentes se disuelven en la fase móvil depende de interacciones favorables entre las moléculas de los solutos con el disolvente. Los disolventes que se consideran polares, como el agua o los alcoholes, disuelven fácilmente componentes polares como la vitamina C. Los disolventes no polares, como el hexano o la acetona, disuelven fácilmente solutos no polares como los aceites. A medida que la fase móvil se mueve hacia arriba a través de la fase estacionaria, los componentes que se disuelven fácilmente se acercan al borde de ataque del líquido ascendente, también conocido como frente del solvente . Los componentes que no se disuelven tan fácilmente quedan más atrás del frente del disolvente. El resultado es una separación de la mezcla en sus componentes separados que un observador puede ver fácilmente.
Cromatografía de capa fina
Una forma de cromatografía, conocida como cromatografía en capa fina (TLC), se ve a menudo en experimentos de laboratorio. La cromatografía de capa fina utiliza una placa de vidrio, metal o plástico que se recubre con la fase estacionaria, generalmente gel de sílice. Se coloca una pequeña gota de la mezcla que se está analizando a poca distancia del fondo de la placa de TLC. Luego, la placa de TLC se coloca en una cámara o tanque con la fase móvil, como agua, etanol, acetona o una mezcla de solventes.
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Un excelente ejemplo del uso de TLC en el laboratorio es la separación de pigmentos en plantas como la espinaca. El experimento generalmente implica extraer una muestra de hojas de espinaca molidas. Una vez que la placa de TLC se coloca en una mezcla de solventes no polares, como acetona y hexano, los diferentes pigmentos como la clorofila se separan en manchas de colores vivos.
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Factores de retención
Las sustancias en una mezcla se pueden identificar midiendo qué tan lejos han viajado partes de la mezcla en comparación con la fase móvil. La forma correcta de utilizar las distancias de viaje es calcular el factor de retención . El factor de retención, R sub f, es la relación entre la distancia desde el centro del punto para un componente de mezcla dado a la distancia recorrida por la fase móvil, también conocida como frente de solvente . Las distancias se miden desde el punto donde la fase móvil entra en contacto por primera vez con la muestra de mezcla, generalmente marcada con una línea de lápiz. Una vez que se calcula el factor de retención, los factores de retención para los diferentes componentes se pueden comparar con los valores aceptados de otros experimentos similares para identificar las diferentes partes de la mezcla. El factor de retención no tiene unidades, ya que es una relación entre las dos distancias.
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Para ilustrar el proceso para calcular el factor de retención para parte de una mezcla, considere el siguiente ejemplo. Se coloca una muestra en el centro de una línea de lápiz y se coloca en una fase móvil líquida. El frente del disolvente se desplaza 2,8 cm desde la línea del lápiz. La mancha de la muestra que se transporta con la fase móvil solo recorre 2,1 cm. Por lo tanto, el factor de retención para esta parte de la muestra es igual a 0,75.
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Resumen de la lección
La cromatografía es una técnica que separa mezclas con una fase móvil líquida que disuelve los diferentes componentes y los transporta a través de una fase estacionaria sólida . La distancia que recorre cada componente se utiliza para calcular los factores de retención. Los factores de retención se pueden utilizar para identificar con éxito los diferentes componentes.
Los resultados del aprendizaje
Una vez que haya terminado, debería poder:
- Explicar cómo se usa la cromatografía en química.
- Definir fase estacionaria y fase móvil
- Describir la técnica de cromatografía en capa fina.
- Recuerde cómo calcular el factor de retención de una sustancia.
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