Scris de Lyudamila
Introducere:
Metoda folosită pentru purificarea compușilor chimici sau pentru a stabili câți compuși diferiți conține un amestec sau pentru a determina polaritatea unui amestec chimic este cunoscută sub numele de cromatografie. Principiul de bază al cromatografiei este de a separa anumiți compuși pe baza structurii lor, a capacității de a se lega prin legături de hidrogen și a polarității dintre faza staționară și faza mobilă. Există diferite tipuri de dispozitive cromatografice utilizate și diverse tehnici de separare care sunt aplicate pentru a separa amestecuri chimice. Aici, prezentăm date obținute prin utilizarea cromatografiei pe coloană și a cromatografiei pe strat subțire pentru a separa fluorenul de 9-fluorenonă și pentru a determina cel mai bun amestec de solvenți pentru o separare.
Tabelul constantelor fizice:
| Denumire chimică | Formula chimică | MW: (g/mol) | Punctul de fierbere (°C) | Punctul de topire (°C) | Indice de refracție (nD) |
| Hexan | C6H14 | 86.18 | 69 | 1.375 | |
| Dioxid de siliciu | SiO2 | 60,1 | 1600-1725 | – | |
| Fluoren | C13H10 | 166.22 | 295 | – | |
| 9-Fluorenă | C13H8O | 180.19 | 342 | 1,6309 | |
| Acetonă | C3H6O | 58.08 | 57 | 1,35900 |
Informații de siguranță: Hexanul și acetona sunt inflamabile.
Materiale &Metode:
Cromatografie pe coloană:
Pentru a împacheta coloana, gelul de silice a fost amestecat cu 14mL de un solvent nepolar, hexan și transferat în interiorul coloanei. 1mm de nisip a fost livrat în coloană astfel încât să se așeze deasupra patului de silicagel. Pentru a încărca coloana, s-au administrat aproximativ 0,3 ml de amestec de fluor și 9-fluorenonă, care era vizibil printr-o bandă galbenă. În continuare, s-au colectat 4 eluțiuni în eprubete, în timp ce hexanul era adăugat continuu în coloană. Sistemul de solvenți a fost schimbat cu un amestec de hexan și acetonă (70:30) și fracțiuni ale amestecului au fost colectate în eprubete separate până când banda galbenă a fost eluată de pe coloană.
Cromatografie pe strat subțire:
Cele 4 eluțiuni din sistemul de solvenți numai cu hexan au fost colectate și concentrate la aproximativ 1/4 din volumul inițial, iar fracțiunile amestecului din sistemul de solvenți hexan-acetonă au fost colectate și concentrate la ½ din volumul inițial. O probă (proba nr. 1) din eluziile de hexan și o probă (proba nr. 2) din fracțiile de hexan-acetonă au fost marcate separat una de cealaltă prin intermediul unui tub microcapilar pe stratul subțire sau pe adsorbantul acoperit pe placa TLC. Un al treilea eșantion din amestecul inițial (eșantionul nr. 3) care a fost încărcat în partea superioară a coloanei a fost, de asemenea, marcat pe placa TLC. Solventul TLC a fost utilizat pentru a se îmbiba pe placa TLC pentru a permite substanțelor nepolare să se deplaseze cel mai rapid pe placă și pentru a permite substanțelor polare să se deplaseze pe placă într-un ritm mai lent sau deloc. Placa TLC a fost îndepărtată imediat ce solventul a urcat pe placă până la 1 cm de vârf. Apoi s-a calculat factorul de retenție.
Rezultate:
Sistemele de solvenți au separat fluorenul și 9-fluorenona pe baza diferenței lor de structură și polaritate. Sistemul de solvenți hexan a fost util în spălarea a tot ceea ce era hidrofob, deoarece este nepolar, și a spălat în esență cea mai mare parte a fluorenului, deoarece fluorenul nu este la fel de polar ca 9-fluorenona. Sistemul de solvenți cu un amestec de acetonă și hexan a permis ca banda galbenă să fie eluată de pe coloană, deoarece solvenții polari, cum ar fi acetona, sunt de ajutor în deplasarea pe coloană a compușilor chimici care tind să aibă o polaritate mai mare, cum ar fi 9-fluorenona.
Structural, fluorenul nu are o grupare funcțională carbonil, iar 9-fluorenona are. Pentru această diferență, oxigenul care iese în evidență din 9-fluorenonă a fost capabil să se lege prin hidrogen de bilele de silicagel, ceea ce i-a permis să fie ținut mai strâns în coloană decât fluorenul. Deoarece 9-fluorenona a fost ținută mai strâns în perlele de silicagel din coloană, aceasta nu a coborât pe coloană la fel de repede ca fluorenul. În principiu, compusul chimic care curge prin coloană cu o viteză mai mare este mai nepolar; prin urmare, în acest caz, fluorenul a fost mai nepolar decât 9-fluorenona.
Factorii de retenție au fost calculați pentru a afla distanțele pe care probele compușilor testați s-au deplasat în sus pe placă în raport cu distanțele deplasate de frontul de solvent. Placa a arătat că fluorenul s-a deplasat în sus pe placă la un nivel mai mare decât 9-fluorenona. Rf= 0,8 cm pentru fluoren și 0,67 cm pentru 9-fluorenonă. Fluorenul a fost vizibil numai în lumină UV, deoarece este un compus incolor, spre deosebire de 9-fluorenonă, care este galbenă. A fost dificil să se măsoare cu exactitate Rf pentru amestecul original care conținea combinația celor doi compuși chimici, dar, în mod vizibil, a existat o marcă galbenă pe placa TLC care era paralelă cu marca galbenă a 9-fluorenonei din proba 2 și a existat o marcă incoloră pe placa TLC, vizibilă sub iluminare UV, care se afla în jurul aceleiași zone de lungime a fluorenului din proba 1.
Discuție:
Analizând cât de puternic au fost atrași cei doi compuși de faza staționară a gelului de silice din coloană, putem înțelege de ce compușii s-au deplasat pe coloană în ritmul în care au făcut-o. Separarea compușilor a rezultat din diferența dintre vitezele de migrare ale acestora, care au fost afectate de diferența de structură și polaritate a compușilor. În cromatografia pe coloană, compușii nepolari se deplasează în josul coloanei cu o viteză mai mare decât compușii polari, dar atunci când efectuăm un protocol TLC, putem observa că moleculele nepolare se deplasează pe placă mai rapid decât compușii polari care se deplasează pe placă cu o viteză mai mică sau nu se deplasează deloc.
În general, placa mea TLC ar fi putut prezenta rezultate mai bune dacă lungimea gelului de silice ar fi fost mai mare de 4 cm. Dacă aș fi făcut procedura într-un mod mai bun, separarea dintre cei doi compuși ar fi fost mai pură și factorii mei de retenție s-ar fi schimbat.
.