Contenido
- Cromatografía definida
- Limitaciones de cromatografía
- Por qué funciona la cromatografía
- Ejemplos de proyectos de cromatografía
- Advertencias
La cromatografía identifica diferentes productos químicos en función de las propiedades y la movilidad de las moléculas en el compuesto que se analiza. La cromatografía permite a los científicos separar líquidos y gases que van desde el petróleo y el ADN hasta las tintas de clorofila y pluma. Los estudiantes también pueden usar la cromatografía para experimentos y proyectos divertidos.
Cromatografía definida
"Chromat" proviene de la palabra griega "chroma", que significa color. "-Graphy" proviene del latín "-graphia" o griego "graphein" y significa (según Merriam-Webster) "escritura o representación de una manera (especificada) o por un medio (especificado) o de un objeto (especificado). " Por lo tanto, la cromatografía significa literalmente escribir o representar con color. Una definición más formal de Merriam-Webster establece que la cromatografía es "un proceso en el que una mezcla química transportada por un líquido o gas se separa en componentes como resultado de la distribución diferencial de los solutos a medida que fluyen alrededor o sobre un líquido o sólido estacionario fase."
Limitaciones de cromatografía
La cromatografía funciona debido a las diferencias en las propiedades de las moléculas en los materiales. Algunas moléculas, como el agua, tienen polaridad, por lo que actúan como pequeños imanes. Algunas moléculas son iónicas, lo que significa que los átomos se mantienen unidos por sus diferencias de carga, nuevamente como pequeños imanes. Algunas moléculas difieren en forma y tamaño. Estas diferencias en las propiedades moleculares permiten a los científicos separar compuestos en moléculas individuales mediante cromatografía.
La cromatografía también depende de la movilidad de las moléculas. En otras palabras, la capacidad de las moléculas para moverse determina si la cromatografía funciona. Poner moléculas en una fase móvil requiere disolver la sustancia en un solvente o tener la sustancia en una etapa líquida o gaseosa. Si se usa un solvente, el solvente depende del material a separar. Las mezclas líquidas y gaseosas pueden ser empujadas o arrastradas a través de un material que absorbe las moléculas a medida que pasan. No importa qué material se esté analizando, para que la cromatografía funcione, el material debe tener una fase móvil.
Por qué funciona la cromatografía
Aunque las técnicas de cromatografía difieren, todas dependen de una combinación de diferencias moleculares y movilidad del material. La cromatografía funciona haciendo pasar el material disuelto, líquido o gas a través de un material de filtro. Las moléculas se separan en capas a medida que las moléculas pasan a través del filtro. El mecanismo de separación depende del método de filtrado, que está determinado por los tipos de moléculas a separar. Pero no importa qué método se use, las moléculas viajan a diferentes velocidades a través del filtro, separando las moléculas en capas que a menudo aparecen como líneas coloreadas en el material del filtro.
En general, las moléculas más grandes o más pesadas viajan a través del material del filtro más lentamente que las moléculas más pequeñas o más ligeras. Las moléculas se separan a medida que se mueven porque viajan a diferentes velocidades, cayendo como sedimentos que caen del agua a medida que cae el volumen o la energía del agua.
Ejemplos de proyectos de cromatografía
Si bien muchas pruebas de cromatografía requieren equipos y técnicas especiales, la cromatografía se puede utilizar en algunos experimentos en el hogar y la escuela utilizando materiales simples.
Análisis de tinta de pluma
Una demostración simple de cromatografía utiliza filtros de café y una variedad de rotuladores. Si las plumas usan tintas solubles en agua, el solvente utilizado es el agua. Si los marcadores usan tinta permanente, el alcohol isopropílico a menudo funciona como solvente. Comience por aplanar un filtro de café. Coloque el filtro de café sobre una placa desechable u otro material para evitar manchar las superficies subyacentes. Use una variedad de plumas para hacer puntos alrededor de la parte central del filtro. Agregue agua o alcohol al centro del filtro de café. Una cucharadita funciona bien para esto. No agregue suficiente líquido para crear un charco; el agua o el alcohol deben expandirse desde el centro. A medida que el líquido se mueve desde el centro, las tintas se disolverán y se moverán hacia afuera desde el centro. Los diferentes pigmentos en las tintas se separarán, se llevarán a cabo desde la mancha de tinta inicial y se depositarán en filas según las moléculas de pigmento.
Cromatografía de clorofila
Un proyecto de cromatografía un poco más complicado pero igualmente interesante separa la clorofila que se encuentra en las hojas. La clorofila ocurre en las hojas de las plantas. Aunque la clorofila es verde, la mayoría de las hojas también contienen pigmentos adicionales, como los carotenoides, que crean los colores rojo y naranja que se ven en otoño. Estos carotenoides y otros pigmentos se revelan a medida que la clorofila verde se degrada, razón por la cual las hojas caducifolias muestran diferentes colores en el otoño. Comience seleccionando varias hojas verdes. Aplasta las hojas y remójalas en alcohol isopropílico o acetona (también llamada propanona). La clorofila se filtrará de las hojas y convertirá el líquido en verde.
Advertencias
Para separar los pigmentos, corte aproximadamente una tira de una pulgada de ancho del centro de un filtro de café aplanado o use papel de cromatografía. Pega un extremo del papel con un lápiz. Vierta aproximadamente 1 pulgada del líquido en un recipiente un poco más corto que la tira de papel. Coloque el lápiz sobre la parte superior del recipiente para que la parte inferior del papel quede en el líquido. El líquido se elevará en el papel debido a la acción capilar, transportando la clorofila y otras moléculas de pigmento. A medida que el líquido se evapora, las moléculas quedan atrás en el papel, creando líneas de pigmento. Retire el papel cuando las líneas se distingan porque si el papel se deja demasiado tiempo, el líquido eventualmente llevará todas las moléculas de pigmento a la parte superior del papel.