ÁREA: Ensino de Química
TÍTULO: EXPERIMENTOS DE CROMATOGRAFIA EM COLUNA USANDO CINZA DE CASCA DE ARROZ COMO FASE ESTACIONÁRIA
AUTORES: FREITAS FILHO, J. R (UFRPE) ; FREITAS, J. J. R (UFRPE) ; PEREIRA, A. P. A (UFRPE) ; LINO, F. R. L (UFRPE) ; FREITAS, J. C R (UFPE)
RESUMO: Este trabalho mostra experimentos de cromatografia em coluna de duas horas, separando mistura de pigmentos das folhas de Coleus sp. O experimento permitiu ilustrar conceitos de equilíbrio ácido-base e fluorescência, bem como objetivos e fundamentos dos métodos cromatográficos. Experimentos de cromatografia em camada delgada foram efetuados para escolher os solventes de eluição. Os resultados mostraram que éter de petróleo/etanol foram os solventes adequados e utilizados nos experimentos de cromatografia em coluna.
PALAVRAS CHAVES: coluna cromatográfica, pigmentos, experimentos
INTRODUÇÃO: A cromatografia é um método físico-químico de separação. Ela está fundamentada na migração diferencial dos componentes de uma mistura, que ocorre devido a diferentes interações, entre duas fases imiscíveis, a fase móvel ou eluente e a fase estacionária (Degani,1998). A grande variedade de combinações entre fases móveis e estacionárias a torna uma técnica extremamente versátil e de grande aplicação. A separação de uma mistura em um sistema cromatográfico depende das interações que ocorrem entre os componentes da mistura e as fases estacionária e móvel. Quando apresentam interações diferentes, os constituintes de uma amostra podem ser separados, em princípio, por cromatografia em coluna ou outro método cromatográfico.
Diante do exposto neste trabalho utilizamos a cinza de arroz, como fase estacionária para separação os diferentes pigmentos das folhas de Coleus sp. A cinza de arroz é um mineral granular geralmente formado pelo desgaste de rochas arenosas. Ela é formada a partir de uma mistura de diversas substâncias, mas o principal componente da cinza de arroz é a sílica (SiO2)n, uma fase estacionária bastante utilizada em cromatografia. Utilizamos cinza de arroz, pois realizar experimentos de cromatografia em aula experimental em turmas de graduação apresenta uma série de dificuldades, a saber: a) alto custo da sílica gel; b) reprodutibilidade dos experimentos, descrito na literatura devido à reduzida carga horária para as atividades experimentais.
MATERIAL E MÉTODOS: Para a realização dos experimentos foram utilizadas colunas cromatográficas de vidro, buretas de 25 mL e seringas plásticas (como alternativa às colunas de vidro, respectivamente) contendo um pequeno chumaço de algodão para sustentar o recheio da coluna, uma suspensão contendo 3g de sílica (obtida da cinzas de arroz, por aquecimento em mufla a uma temperatura de 700 0C) em éter de petróleo (solvente escolhido para empacotamento). Os experimentos de cromatografia em camada delgada foram realizados em placas de vidro de 2,5 x 7,5 cm revestidas com suspensão de sílica gel G em água (1:2, m/m) (Furniss,1989), ou placa pronta . A amostra a ser purificada foi preparada das seguintes maneiras: a) coleta de folhas frescas de Coleus sp; de coloração vinho (antocianinas); b) maceração em almofariz com etanol /éter (10:10); c) acrescentar uma pitada de bicarbonato de cálcio (para evitar grande variação do pH em função do extravasamento do conteúdo ácido dos vacúolos). Em seguida, esta foi adicionada à coluna. Após a amostra ter penetrado no adsorvente, o eluente é então adicionado cuidadosa e continuamente. As frações foram coletadas em tubos de ensaio ou frasco de papinha da NESTLÉ.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A extração dos constituintes de folhas frescas de Coleus sp com etanol/éter forneceu extratos contendo os principais pigmentos: carotenos, clorofilas e xantofilas. Os carotenos, como o beta-caroteno, são hidrocarbonetos apolares, nos quais prevalecem interações do tipo forças de London (forças de atração entre dipolos temporários). Têm pou¬ca afinidade com a fase estacionária e maior afinidade com a fase móvel utilizada nesse experimento, conten¬do éter de petróleo com 5% de etanol. Esses hidrocarbonetos foram eluídos com facilidade pela fase mó¬vel com éter de petróleo. As xantofilas apresentam apenas um grupamento hidroxila e têm moderada afinidade com a fase estacionária utilizada nesse experimento, já que a hidroxila pode formar ligações de hidrogênio com o etanol usado como eluente para empacotamento. Assim, as xantofilas monooxi¬genadas apresentam certa tendência à retenção pela fase estacionária e, durante a “corrida” cromatográfica, distanciam-se moderadamente do ponto de aplicação da amostra.
A separação cromatográfica dos diferentes constituintes da amostra (folhas frescas de Coleus sp) foi possível devido às características físico-químicas dos analitos, tais como ponto de ebulição e constante dielétrica, parâmetro este que está relacionado com a polaridade das substâncias e que determina a afinidade pela fase estacionária (polar, no presente experimento). Entre todos os constituintes, o carotenos é o primeiro a ser isolado devido a sua polaridade, seguido das clorofilas A e B e finalmente a xantofila que é muito polar.
CONCLUSÕES: Este trabalho mostra os resultados de experimentos de cromatografia em coluna, utilizando a cinza da casca de arroz, como fase estacionária para separação os diferentes pigmentos das folhas de Coleus sp. Os experimentos de cromatografia em camada delgada indicaram o éter de petróleo/etanol como o eluente de escolha, o qual foi utilizado nos experimentos de cromatografia em coluna. Em resumo, a demonstração permitiu trabalhar conceitos importantes da química a partir de experimentos simples.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a UAG/UFRPE
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: DEGANI, A.L.G.; CASS, Q. B. VIEIRA, P. C. Cromatografia um breve ensaio. Química Nova na Escola. n 7, p 21-25, 1998
FURNISS, B. S.; HANNAFORD, A. J.; ROGERS, V.; SMITH, P. W. G.; TATCHELL, A. R. Voguel´s textbook of practical organic chemistry; 5th ed., John Wiley & Sons, Inc.; New York, USA, 1989.
