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CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO Laboratorio di Chimica Organica 2 - Prof. Cristina Cimarelli L27 - CHIMICA - AA 2014-2015.

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1 CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO Laboratorio di Chimica Organica 2 - Prof. Cristina Cimarelli L27 - CHIMICA - AA

2 CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO SEPARAZIONE su colonna separazione di miscele di sostanze analisi qualitativa dei componenti di una miscela su strato sottile dipende da solubilità relativa dei componenti nell’eluente forza con cui il composto è adsorbito polarità del composto adsorbimento desorbimento fase mobile liquido fase fissa solido attivo finemente suddiviso

3 CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO ADSORBIMENTO natura dei gruppi funzionali del soluto forze di Van der Waals dipolo- dipolo legami ad idrogeno legami ionici equilibri di complessazione granulometria uniforme = alta efficienza particelle piccole = area superficiale elevata SCALA TYLER DEI MESH: n.ro aperture x pollice lineare fenomeno SUPERFICIALE AREA SUPERFICIALE DELLA FASE STAZIONARIA

4 CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO FASE STAZIONARIA POLARE SILICE ALLUMINA idrocarburi saturi alchini, alcheni, idrocarburi aromatici < eteri < esteri, chetoni, aldeidi < ammine, tioli, alcoli < fenoli, acidi carbossilici < caratteristiche stereochimiche (diastereoisomeri) geometria molecolare (isomeri di struttura) dimensioni molecolari natura dell’eluente SEPARAZIONI PIU’ EFFICIENTI CON BASSI QUANTITATIVI DI SOSTANZA AFFINITÀ

5 CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO FASE STAZIONARIA non deve reagire col soluto né con il solventenon deve catalizzare decomposizione polimerizzazione idrolisi deve adsorbire il soluto REVERSIBILMENTEdeve adsorbire un elevato numero di sostanze (versatile) deve adsorbirle con k diversi (selettiva e riproducibile) non si deve saturare (elevata capacità) deve consentire all’eluente di percolare con facilità

6 FASI STAZIONARIE CLASSIFICATE SECONDO IL POTERE ADSORBENTE FORTE MEDIO DEBOLE AlluminaCa(OH) 2 Cellulosa Carbone attivoMg(OH) 2 Talco Gel di siliceCa 3 (PO 4 ) 2 Amido FlorisilCaCO 3 Saccarosio

7 FASI STAZIONARIE CLASSIFICATE SECONDO IL POTERE ADSORBENTE Al 2 O 3 ATTIVITA’ H 2 O % w I0 II3-4 III5-7 IV8-11 V12-19 acidaneutra basica l’attività dipende dalla quantità di H 2 O Molto attiva, utile solo per soluti di media e bassa polarità. Interagisce con gli acidi carbossilici. Reagisce con aldeidi e chetoni (condensazione, polimerizzazione. AMIDO SACCAROSIO troppo polari per Al 2 O 3 e SiO 2 sensibili agli acidi e alle basi GEL DI SILICE SiO 2 alcoli esteri composti carbonilici ammine utili per molecole complesse

8 CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO FASE MOBILE polaritàtipo di adsorbente usato natura delle sostanza da separare temperatura POTERE ELUENTE DEL SOLVENTE

9 Serie eluotropica di Trappe Etere di petrolio < cicloesano < CCl 4 < toluene < Et 2 O < CH 2 Cl 2 < CHCl 3 < AcOEt < acetone < PrOH < EtOH < MeOH < H2O

10 CROMATOGRAFIA DI ADSORBIMENTO ELUENTE non deve reagire col soluto né con la fase stazionarianon deve solubilizzare la fase stazionariadeve interagire selettivamente con i vari soluti bassobollente non tossico né costoso P.es. CH 3 COCH 3 reagisce con Al 2 O 3 (autocondensazione) MeOH reagisce con SiO 2 (silicati)

11 TLC ottimizzare una separazione su colonnaseguire l’andamento di una reazionericonoscere prodotti incogniti controllare la purezza di un prodotto noto controllare l’esito di una colonna cromatografica Come si fa una TLC? CROMATOGRAFIA SU STRATO SOTTILE (THIN LAYER CHROMATOGRAPHY)

12 Rf = A S CROMATOGRAFIA SU STRATO SOTTILE (THIN LAYER CHROMATOGRAPHY) 0 < Rf < 1 corre come il solvente fattore di ritenzione non corre distanza percorsa dalla sostanza A distanza percorsa dal solvente costante per ogni sistema cromatografico caratteristico di ogni sostanza esaminata L’Rf può variare da un’analisi all’altra, perciò di solito si mette come riferimento una sostanza nota che può essere il prodotto di partenza della reazione, per controllarne l’andamento, o la miscela grezza prima della colonna, per seguire l’uscita delle varie frazioni. A S

13 Rivelazione Lampada UV (254 o 366 nm)  La fase stazionaria è impregnata di sostanza fluorescente: dove c’è un prodotto che assorbe all’UV si vede una macchia scura perché il prodotto copre il fondo. H 2 SO 4  solo o con HNO 3 o K 2 Cr 2 O 7, poi T = 120°C: le sostanze organiche carbonizzano formando macchie nere. I 2  si formano complessi tra C=C e i vapori di I 2 Reattivi cromogeni  selettivi sui vari gruppi funzionali: dinitrofenilidrazina x chetoni FeCl 3 x alcoli, etc.. TLC BIDIMENSIONALE TLC PREPARATIVA

14 CROMATOGRAFIA SU COLONNA Si usano colonne in vetro dotate o no di un setto poroso altezza / diametro = 8 / 1 miscela / adsorbente = 1/20 - 1/50  1/ / x x x x 15 Dimensioni x SiO 2 ( Ø x l, cm) 3.5 x x x x 10 Dimensioni x Al 2 O 3 ( Ø x l, cm) 50.1 Adsorbente (g) Campione (g)

15 CROMATOGRAFIA SU COLONNA IMPACCAMENTO A SECCO (SiO 2 ) La fase stazionaria è inserita nella colonna, poi si procede ad aggiungere l’eluente. A UMIDO (Al 2 O 3 ) La fase stazionaria è sospesa nell’eluente, poi inserisce in colonna lo slurry ottenuto. CARICAMENTO ELUIZIONE ANALISI E RACCOLTA DELLE FRAZIONI la miscela viene disciolta nell’eluente e percolata sulla colonna impaccata la miscela viene disciolta in un solvente bassobollente e dispersa su silice. Dopo evaporazione del solvente la silice viene impaccata in testa alla colonna Isocratica Gradiente di concentrazione TLC, UV, GC, GC-MS, NMR

16 CROMATOGRAFIA FLASH La fase stazionaria è costituita da granuli di dimensioni inferiori a quelli delle normali colonne cromatografiche. maggiore area superficiale maggiore efficienza della colonna minore velocità del flusso dell’eluente è necessario applicare una pressione in testa alla colonna (gas inerte) Ø colonna (mm) Volume eluente (mL) Campione (mg) Volume della frazione (mL)  Rf > 0.2  Rf >


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