A cromatografia identifica diferentes produtos químicos com base nas propriedades e mobilidade das moléculas no composto que está sendo analisado. A cromatografia permite que os cientistas separem líquidos e gases, desde petróleo e DNA até clorofila e tintas de caneta. Os alunos também podem usar a cromatografia para experimentos e projetos divertidos.
Cromatografia Definida
"Cromato-" vem da palavra grega "croma", que significa cor. "-Graphy" vem do latim "-graphia" ou grego "graphein" e significa (por Merriam-Webster) "escrita ou representação em um forma (especificada) ou por um meio (especificado) ou de um objeto (especificado). "Cromatografia, portanto, significa literalmente escrever ou representar com cor. Uma definição mais formal de Merriam-Webster afirma que a cromatografia é "um processo no qual uma mistura química transportada por um líquido ou gás é separados em componentes como resultado da distribuição diferencial dos solutos conforme eles fluem ao redor ou sobre um líquido ou sólido estacionário Estágio."
Limitações de cromatografia
A cromatografia funciona devido às diferenças nas propriedades das moléculas dos materiais. Algumas moléculas, como a água, têm polaridade, por isso agem como pequenos ímãs. Algumas moléculas são iônicas, o que significa que os átomos são mantidos juntos por suas diferenças de carga, novamente como pequenos ímãs. Algumas moléculas diferem em forma e tamanho. Essas diferenças nas propriedades moleculares permitem que os cientistas separem os compostos em moléculas individuais usando cromatografia.
A cromatografia também depende da mobilidade das moléculas. Em outras palavras, a capacidade das moléculas de se moverem determina se a cromatografia funciona. Colocar moléculas em uma fase móvel requer dissolver a substância em um solvente ou colocá-la em um estágio líquido ou gasoso. Se for usado um solvente, o solvente depende do material a ser separado. Misturas de líquido e gás podem ser empurradas ou puxadas através de um material que absorve as moléculas conforme elas passam. Independentemente do material que está sendo analisado, para que a cromatografia funcione, o material deve ter uma fase móvel.
Por que a cromatografia funciona
Embora as técnicas de cromatografia sejam diferentes, todas elas dependem de uma combinação de diferenças moleculares e mobilidade do material. A cromatografia funciona passando o material dissolvido, líquido ou gás, através de um material de filtro. As moléculas se separam em camadas à medida que as moléculas passam pelo filtro. O mecanismo de separação depende do método de filtragem, que é determinado pelos tipos de moléculas a serem separadas. Mas não importa qual método seja usado, as moléculas viajam em taxas diferentes através do filtro, separando as moléculas em camadas que geralmente aparecem como linhas coloridas no material do filtro.
Em geral, as moléculas maiores ou mais pesadas viajam pelo material do filtro mais lentamente do que as moléculas menores ou mais leves. As moléculas se separam conforme se movem porque viajam em velocidades diferentes, caindo como sedimentos caindo da água conforme o volume ou a energia da água diminui.
Projetos de cromatografia de amostra
Embora muitos testes de cromatografia exijam equipamentos e técnicas especiais, a cromatografia pode ser usada em alguns experimentos domésticos e escolares com materiais simples.
Análise de tinta de caneta
Uma demonstração simples de cromatografia usa filtros de café e uma variedade de canetas hidrocor. Se as canetas usam tintas solúveis em água, o solvente usado é água. Se os marcadores usarem tinta permanente, o álcool isopropílico geralmente funciona como solvente. Comece alisando um filtro de café. Coloque o filtro de café em um prato descartável ou outro material para evitar manchas nas superfícies subjacentes. Use uma variedade de canetas para fazer pontos ao redor da parte central do filtro. Adicione água ou álcool no centro do filtro de café. Uma colher de chá funciona bem para isso. Não adicione líquido suficiente para criar uma poça; a água ou o álcool devem se expandir a partir do centro. À medida que o líquido sai do centro, as tintas se dissolvem e se movem para fora do centro. Diferentes pigmentos nas tintas serão separados, realizados a partir da mancha inicial de tinta e depositados em fileiras com base nas moléculas de pigmento.
Cromatografia de clorofila
Um projeto de cromatografia um pouco mais complicado, mas igualmente interessante, separa a clorofila encontrada nas folhas. A clorofila ocorre nas folhas das plantas. Embora a clorofila seja verde, a maioria das folhas também contém pigmentos adicionais, como os carotenóides, que criam as cores vermelha e laranja que você vê no outono. Esses carotenóides e outros pigmentos são revelados à medida que a clorofila verde se degrada, razão pela qual as folhas das plantas decíduas apresentam cores diferentes no outono. Comece selecionando várias folhas verdes. Esmague as folhas e mergulhe-as em álcool isopropílico ou acetona (também chamado de propanona). A clorofila vai vazar das folhas e tornar o líquido verde.
Avisos
O álcool isopropílico e a acetona são inflamáveis. Não coloque ou use perto de chamas ou uma fonte de calor.
Para separar os pigmentos, corte uma tira de cerca de uma polegada de largura do centro de um filtro de café achatado ou use papel para cromatografia. Cole uma das pontas do papel em um lápis. Despeje cerca de 1 polegada do líquido em um recipiente ligeiramente menor que a tira de papel. Coloque o lápis na parte superior do recipiente de forma que o fundo do papel fique no líquido. O líquido sobe no papel devido à ação capilar, levando consigo a clorofila e outras moléculas de pigmento. À medida que o líquido evapora, as moléculas são deixadas para trás no papel, criando linhas de pigmento. Remova o papel quando as linhas se tornarem distintas, porque se o papel for deixado por muito tempo, o líquido acabará por carregar todas as moléculas de pigmento para o topo do papel.