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Cromatografia

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de cromatografia

A cromatografia é um método de separar os constituintes de uma solução, com base em uma ou mais de suas propriedades químicas. Isso pode ser cobrado, polaridade ou uma combinação dessas características e equilíbrio de pH. Em essência, a solução é passada por um meio que dificultará o movimento de algumas partículas mais do que outras. Isso afasta as diferentes moléculas enquanto viajam pelo meio. Freqüentemente, corantes diferentes são usados para representar as diferentes partes ou frações da mídia.

Existem muitos tipos diferentes de cromatografia, usados em uma variedade de circunstâncias. Embora o seguinte não seja uma lista definitiva, é uma boa visão geral dos diferentes tipos e usos da cromatografia. À medida que cada um é discutido, tente imaginar como ele está em conformidade com a ampla definição de cromatografia. Os procedimentos exatos podem variar, dependendo da circunstância, mas toda a cromatografia está centrada em mover uma solução através de uma mídia que diminui mais certas moléculas do que outras.

A eletroforese é semelhante à cromatografia, pois uma solução é movida através de um meio. No entanto, na eletroforese, a amostra de DNA de múltiplos fragmentos de DNA é tingida da mesma cor. À medida que viaja ao longo do gel, impulsionado pela corrente elétrica, são vistas bandas visíveis que representam segmentos de DNA diferentes. Na cromatografia, muitas outras substâncias podem ser testadas. A mídia pode ser alterada, para melhor reter ou expulsar certas substâncias, ou a solução que mantém a substância pode ser alterada para melhorar a separação.

Para que é usado a cromatografia?

A cromatografia é usada em muitas indústrias e para muitos propósitos. Em geral, é usado para separar uma substância desejada de uma solução. Isso pode estar separando um aminoácido específico de uma amostra contendo muitos ou um produto químico desejado de uma amostra desconhecida. A cromatografia foi originalmente nomeada, pois foi usada para classificar pigmentos de plantas, que vêm em muitas cores diferentes. Os pigmentos são classificados quando colocados em um papel de cromatografia e um solvente pode viajar com os pigmentos pelo papel. O papel, feito de celulose e com uma carga ligeiramente negativa, atrai substâncias polares. Isso permite que os pigmentos não polares viajem ainda mais, separando-se dos pigmentos mais polares.

Essas técnicas se expandiram para muitas indústrias diferentes, com os princípios básicos permanecendo os mesmos. Quando as características da substância desejada são conhecidas, pode ser obtido um meio e solvente que interagem com a substância e a removerão da solução. Ao usar uma solução com um pH diferente ou uma composição diferente, a substância desejada pode ser lavada da mídia e coletada.

Esses princípios são usados para isolar e analisar enzimas, pigmentos, aminoácidos, constituintes do DNA e quase qualquer outra molécula que você possa imaginar. Todas as moléculas têm interação específica com outras moléculas, e um experimento de cromatografia pode ser projetado para recuperar quase qualquer molécula de uma solução aparentemente homogênea.

Como funciona a cromatografia?

O núcleo da cromatografia está no fato de que as moléculas que estão sendo separadas podem se mover através da mídia em velocidades diferentes. Isso pode ocorrer porque eles têm uma certa afinidade com a mídia, ou simplesmente porque a mídia é dimensionada apenas para permitir apenas certas moléculas. Em algumas formas de cromatografia, o meio tem uma afinidade tão forte pela substância desejada que a liga à medida que a solução original é derramada, e outra solução contendo uma substância para deslocar as moléculas ligadas deve ser introduzida.

A afinidade pela mídia pode resultar de várias propriedades. Alguns são projetados para atrair substâncias polares e repelir substâncias não polares, como no experimento de cromatografia original. No entanto, a mídia também pode ser projetada para manter íons específicos ou até ser criada com anticorpos que identificam e retejam proteínas específicas. As possibilidades de cromatografia são quase intermináveis, mas o princípio básico de separar moléculas, passando por um filtro seletivo, permanece o mesmo.

Tipos de cromatografia

Cromatografia em coluna

A cromatografia em coluna é uma forma popular da técnica e depende de uma coluna cheia de solução, cheia de um meio que de alguma forma inibirá o movimento de moléculas específicas. À medida que a solução é drenada de baixo, diferentes frações são obtidas quando a solução sai. Essas frações conterão diferentes composições de moléculas, determinadas pela rapidez com que as moléculas poderiam viajar pela coluna. Na cromatografia básica da coluna, as contas de silício ou outros meios carregados negativamente são usados como uma maneira simples de classificar moléculas por carga e polaridade.

Existem várias variações de cromatografia em coluna, que diferem em seus meios e solventes. Eles são usados para separar diferentes substâncias das soluções. Por exemplo, se a mídia dentro da coluna for destinada a cromatografia de troca de íons, será cobrada de alguma forma. À medida que uma solução passa por ela, os íons serão atraídos para a mídia e serão retirados da solução. Uma solução diferente pode ser lavada sobre a mídia, que terá uma afinidade mais alta pela mídia e deslocará os íons. Eles podem ser lavados e coletados, purificando -os da solução original.

Cromatografia plana

A cromatografia planar, que inclui os métodos de papel e camada fina, depende de uma solução que se move através de um meio devido às forças de adesão e coesão. Se você já viu um guardanapo absorver uma bagunça, viu essas forças. À medida que as lacunas secas no material são preenchidas, a solução rasteja o guardanapo. Da mesma forma, a cromatografia plana usa essas forças para puxar moléculas através de uma mídia.

Da mesma forma que a gravidade força a solução sobre a mídia na cromatografia em coluna, a adesão e a coesão puxam a solução através da mídia. Nesse caso, a mídia é muito fina. Na cromatografia em papel, o papel é geralmente à base de celulose, o que é ligeiramente negativo. Isso facilita muito a classificação de substâncias polares e não polares. Na cromatografia em camada fina, a camada pode ser feita de qualquer substância que tenha uma afinidade pela substância alvo. A solução é permitida passar por cima ou sobre ela, e a substância é adquirida a partir da solução.

O papel e a cromatografia em camada fina foram usados para classificar e identificar pigmentos, aminoácidos e muitos tipos diferentes de moléculas orgânicas. Como é muito simples configurar um experimento de cromatografia em papel, esta é uma das primeiras técnicas de laboratório apresentadas em cursos de ciências.

Outras formas de cromatografia

Além desses métodos comuns da técnica, há muito mais. Um, que é usado nas ciências mais avançadas e na forense criminal, é a cromatografia gasosa. Na cromatografia gasosa, a substância a ser classificada é vaporizada e passada por outro gás que contém vários elementos. Assim como as outras formas de cromatografia, é a afinidade por moléculas específicas no meio que causa a separação da solução.

Ainda outros métodos aconselham a cromatografia diretamente à espectrometria de massa, um método de identificação das propriedades químicas e estruturais das moléculas. Esse é um método poderoso que pode separar e identificar componentes individuais de uma solução complexa. A maquinaria para fazer isso é cara e sensível, mas necessária para muitas aplicações científicas e forenses.

Questionário

1. Você está tentando identificar uma substância desconhecida dissolvida em uma amostra de água da lagoa. Qual é o primeiro passo? A. Use a cromatografia para remover a substância B. Identificar a substância usando espectrometria de massa C. Hipotetize a natureza da substância

Resposta à pergunta nº 1

C está correto. Se você não conhece a natureza da substância, não poderá extraí -la com eficiência usando cromatografia. Mesmo conhecer uma de suas propriedades – cobrança ou polaridade, por exemplo – ajudará você a purificá -la da solução usando cromatografia. Lembre -se de que a cromatografia depende da separação de moléculas por propriedade. Você pode ter que experimentar ainda mais para aprender suas propriedades antes de extraí -lo.

2. Um cientista coloca algumas plantas agrupadas na base de uma faixa de mídia à base de celulose. Ele coloca essa faixa em um solvente e o solvente viaja pela faixa. Qual forma de cromatografia isso representa? A. gás B. coluna C. planar

Resposta à pergunta nº 2

C está correto. Esta é a cromatografia em papel, uma forma de cromatografia plana. Essa técnica está usando papel como mídia através da qual a solução viaja. Os pigmentos individuais da planta classificarão com base em quanto eles são prejudicados pela celulose.

3. Qual das alternativas a seguir representa uma cromatografia? R. Um artista permite que vários pigmentos se separem à medida que se difundem através do artigo B. Uma melancia, sendo naturalmente vermelha no meio e verde no exterior C. Dois corantes são misturados, permitindo que novas cores sejam criadas

Resposta à pergunta nº 3

A está correto. Embora a cromatografia tenha o nome da palavra grega para cores, é porque o experimento original envolveu a separação de cores. A verdadeira chave para a cromatografia é a separação. Embora as cores em uma melancia sejam separadas, não é por causa da cromatografia, mas porque a genética direcionou a criação desses pigmentos em certos tecidos. Os pigmentos podem ser separados ainda mais usando um experimento de cromatografia específico.

Referências

  • Bruice, P. Y. (2011). Química Orgânica (6ª ed.). Boston: Prentice Hall.
  • Moore, J. T. (2010). Química Essential para manequins. Indianapolis: Wiley Publishing, Inc.
  • Nelson, D.L. & Cox, M.M. (2008). Princípios de bioquímica. Nova York: W.H. Freeman e companhia.

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