Akademia Techniczno – Humanistyczna

w Bielsku – Białej

Wydział Nauk o Materiałach i Środowisku

Inżynieria Środowiska

Semestr II

Ćwiczenie nr 6

Rozdział i identyfikacja wybranych fenoli metodą adsorpcyjnej chromatografii cienkowarstwowej.

Wykonały:

agentki

1. Część teoretyczna.

Współczesna chromatografia to metoda rozdziału , analizy i badania właściwości substancji, wspomagana przez techniki pomocnicze, z których większość stanowi niezależne metody badawcze.

W najczęściej stosowanych układach chromatograficznych dominujący udział w mechanizmie retencji mają zjawiska podziału i adsorpcji.

- zjawisko podziału:

Jeżeli w układzie występują dwie fazy ciekłe lub faza ciekła i gazowa, substancja rozproszona 9 znajdująca się w niewielkim stężeniu) ulega podziałowi pomiędzy fazy układu.

- zjawisko adsorpcji:

Jest to proces zagęszczania na granicy faz substancji rozpuszczonych w cieczy lub obecnych w fazie gazowej. Substancję, na powierzchni której zachodzi adsorpcja nazywa się adsorbentem, a substancję zaadsorbowaną – adsorbentem. Zależność ilości zaadsorbowanej substancji od jej stężenia w cieczy lub ciśnienia w gazie określona w ustalonej temperaturze jest izoterma adsorpcji.

Chromatografia cienkowarstwowa – jest najbardziej popularna metoda szybkiego sprawdzania postępu reakcji chemicznych i czystości produktu. Może być także wykorzystywana do identyfikacji związków zarówno organicznych jak i nie organicznych. W chromatografii cienkowarstwowej mieszanina substancji jest rozdzielania na poszczególne składniki ze względu na różnice w szybkości ich przemieszczania się na podłożu wykonanym z aktywnego adsorbenta stanowiącego fazę nieruchomą. Poszczególne składniki i mieszaniny z różną siłą wiążą się z polarnym adsorbentem, a następnie wymywane są z niego rozpuszczalnikiem stanowiącym fazę ruchomą.

Jako fazy stałe najczęściej stosowany jest żel krzemionkowy, tlenek glinu i sproszkowana celuloza. Podłoże stanowi najczęściej szkło, folia aluminiowa lub poliamidowa.

Fazy ruchome stanowią zazwyczaj rozpuszczalniki organiczne. Powinny one być neutralne w odniesieniu do rozdzielanych substancji, wykazywać znaczną lotną par, co znacznie ułatwia osiągnięcie równowagi ciecz-para i niską gęstość, co przyspiesza usunięcie rozpuszczalnika z powierzchni płytkiej. W celu określenia siły oddziaływań pomiędzy fazą ruchomą a powierzchnia nośnika wprowadzono parametr siły rozpuszczalnika e⁰ . Jest to energia adsorpcji na jednostkę powierzchni standardowego adsorbenta. Im większa wartość e⁰ tym silniej rozpuszczalnik oddziałuje z powierzchnia adsorbenta i tym łatwiej cząsteczki związku będą się przemieszczały \co prowadzi do większej wartości R_F.

Przykładowe wartości e⁰:

Rozpuszczalnik	e^0 (Al2O3)
Pentan	0,001
Heptan	0,01
Disiarczek węgla	0,15
Toluen	0,29
Chloroform	0,40
1,4 – Dioksan	0,56
Pirydyna	0,71
Etanol	0,88
Glikol etylenowy	1,11

1. Sprzęt i materiały użyte w doświadczeniu.

1. Komora chromatograficzna

2. Płytka powleczona nośnikiem z fazą stacjonarną (żelem krzemionkowym)

3. Mikropipeta

4. Linijka i ołówek

5. Pipeta wielomiarowa

6. Podciągarka do pipet

7. Bibuła filtracyjna

8. Toluen (C₆H₅CH₃) – 11ml

9. 1,4 – dioksan (C₄H₈O₂) – 2ml

10. Roztwory wzorcowe:

1. 1 – Naftal

2. Floroglutyna

3. 2,3 – Dimetylofenol

4. Pirogalol

5. Fenol

6. ?

1. Komora nasycona parami jodu

2. Suszarka wentylatorowa

1. Opis przeprowadzonego ćwiczenia.

Ćwiczenie laboratoryjne polegało na przygotowaniu komory chromatograficznej, w celu rozdziału i identyfikacji fenoli.

Do komory chromatograficznej wprowadziliśmy (za pomocą pipety wielomiarowej) 11ml Toluenu (C₆H₅CH₃), oraz 2ml 1,4-Dioksanu (C₄H₈O₂), następnie szczelnie zamknęliśmy komorę – umieszczając na wieku stalowy pierścień. W celu nasycenia przestrzeni komory parami rozpuszczalników pozostawiliśmy komorę z pierścieniem na ok. 25 minut.

W tym samym czasie narysowałyśmy na płytce chromatograficznej „linię startu” i 6 punktów startowych, oraz umieściliśmy na punkty startowe niewielkie ilości (≈1μl) fenoli wzorcowych. Następnie wysuszyliśmy płytkę suszarką.

Kolejny etap naszego doświadczenia to wprowadzenie płytki do komory chromatograficznej. Wykonałyśmy to bardzo ostrożnie, aby nie dopuścić do utlenienia się par rozpuszczalników. Gdy czoło fazy ruchomej zbliżyło się do górnej krawędzi (ok.1cm) wyciągnęliśmy płytkę z komory i obrysowałyśmy ją ołówkiem. Płytkę wysuszyliśmy suszarką, a następnie w celu uwizualnienia chromatografu umieściliśmy płytkę na kilkanaście minut w parach jadu, ostatni etap to obrysowanie ołówkiem płytki. No końcu posprzątałyśmy nasze stanowisko pracy, pozostawiając je w stanie jakim je zastałyśmy.

1. Wyniki doświadczenia.

Płytka chromatograficzna po wykonaniu doświadczenia.

Nr.	Plamka, Skład (jeśli jest znany), wzory strukturalne	z [cm]	l [cm]	RF =$\mathbf{\ }\frac{\mathbf{z}}{\mathbf{l}}$
1.	1-Naftol , C10H7OH	3,5	6	RF = $\frac{}{}\ $= $\frac{3,5}{6}$ = 0,58
2.	Floroglutyna , C6H3(OH)3	0,2	6	RF =$\ \frac{}{}$ =$\ \frac{0,2}{6}$ = 0,03
=3.	Dimetylofenol , C6H3OH(CH3)2	3,7	6	RF = $\frac{}{}$ =$\ \frac{3,7}{6}\ $= 0,62
4.	Pirogalol , C6H3(OH)3	0,5	6	$$R_{F} = \frac{z}{l} = \frac{0,5}{6} = 0,08$$
5.	Fenol , C6H5OH	3,3	6	$$R_{F} = \frac{z}{l} = \frac{3,3}{6} = 0,55$$
6.	a)	?	0,2	6
	b)	?	0,5	6
	c)	?	3,3	6

z – dystans przebyty przez plamkę chromatograficzna

l – dystans przebyty przez czoło fazy ruchomej

R_F – współczynnik opóźnienia (retardacji)

1. Końcowe wnioski.

Z pomiarów z i l na płytce chromatograficznej wynika, że:

- roztwór (6-a) to Floroglutyna C₆H₃(OH)₃

- roztwór (6-b) to Pirogalol C₆H₃(OH)₃

- roztwór (6-c) to Fenol C₆H₅OH

Inaczej mówiąc roztwór 6 składa się z trzech roztworów wzorcowych nr 2 (Floroglucyny),
nr 4 (Piragalolu) i nr 5 (Fenolu).

Dzięki metodzie chromatografii udało nam się sprawdzić skład jakościowy próbki.

Chromatografia cienkowarstwowa – jest metodą dającą duże korzyści, dzięki niej możemy szybko sprawdzić postęp reakcji chemicznych jak i czystość substancji.