Cromatografía y cromatogramas

Cromatografía en Papel: Una Ventana al Mundo de los Componentes Químicos

La cromatografía en papel es una técnica sencilla y fascinante utilizada para separar y analizar mezclas de sustancias químicas. Es una herramienta poderosa que proporciona una forma visual y comprensible de explorar los componentes de una mezcla. En este post, te explicaré qué es la cromatografía en papel, cómo se realiza, y cómo interpretar los resultados obtenidos en los cromatogramas.

¿Qué es la Cromatografía de Papel?

La cromatografía de papel es un método de separación que se utiliza para separar sustancias que tienen diferentes solubilidades en un solvente determinado (por ejemplo, tintas de diferentes colores que se han mezclado para hacer tinta negra). En la cromatografía, el papel se usa como fase estacionaria y el solvente como fase móvil. Al aplicar una pequeña cantidad de la mezcla en el papel y dejar que el solvente ascienda por capilaridad, los diferentes componentes se separan a lo largo del papel.

Materiales Necesarios:

- Papel de cromatografía (o papel filtro)
- Un solvente adecuado (agua, etanol, acetona, etc.)
- Muestras de mezcla (tintas, colorantes, etc.)
- Recipiente para el solvente
- Lápiz para marcar el papel

Proceso de la Cromatografía de Papel

1. Preparación del Papel:

- Corta una tira de papel de cromatografía.
- Con un lápiz, dibuja una línea ligera aproximadamente a 2 cm del borde inferior del papel. Se usa lápiz porque la tinta se correría junto con las muestras. Esta será la línea de origen.
- Aplica pequeñas gotas de las muestras de mezcla sobre la línea de origen. Deja que las gotas se sequen.

2. Desarrollo del Cromatograma:

- Pon una pequeña cantidad de solvente en el recipiente (unos pocos milímetros de altura).
- Luego se pone el papel en el recipiente, sumergido en el solvente, asegurándose de que la línea de lápiz se encuentre por encima del nivel del disolvente para que las muestras no se laven en el solvente. Asegúrate de que el papel no toque las paredes del recipiente.
- Deja que el solvente ascienda por capilaridad a través del papel. A medida que el solvente sube, arrastra consigo los componentes de la mezcla.

- Diferentes sustancias tienen diferentes solubilidades en el solvente, por lo que viajará a diferentes velocidades, lo que hace que las sustancias se separen.

- Las sustancias con mayor solubilidad viajarán más allá que las otras.

- Esto mostrará los diferentes componentes de la tinta / tinte.

- Si dos o más sustancias son las mismas, producirán cromatogramas idénticos

- Si la sustancia es una mezcla, se separará en el papel para mostrar todos los diferentes componentes como puntos separados.

- Una sustancia impura aparecerá con más de un punto, una sustancia pura solo debe aparecer con un lugar.

3. Finalización del Cromatograma:

- Retira la tira de papel cuando el solvente esté a unos pocos centímetros del borde superior.
- Marca inmediatamente el frente del solvente (el punto más alto que alcanzó el solvente) con un lápiz.
- Deja secar el papel y observa los diferentes puntos coloreados que representan los componentes de la mezcla.

Interpretación de Cromatogramas

Factores Clave:

- Rf (factor de retención): Es una medida relativa de cómo cada componente de la mezcla interactúa con el papel y el solvente. Se usa para identificar los componentes de las mezclas porque el valor Rf de un compuesto en particular es siempre el mismo, pero depende, sin embargo, del solvente utilizado. Si se cambia el solvente, entonces el valor cambia. 

Calcular el valor de Rf permite a los químicos identificar sustancias desconocidas porque se puede comparar con los valores de Rf de sustancias conocidas en las mismas condiciones. Estos valores se conocen como valores de referencia.

El Rf se calcula dividiendo la distancia que un componente ha viajado desde la línea de origen entre la distancia total que el solvente ha viajado utilizando el siguiente cálculo:

Rf = Distancia recorrida por sustancia ÷ Distancia recorrida por solvente

El valor de Rf siempre estará entre 0 y 1; Cuanto más se acerca a 1, más soluble es ese componente en el solvente.

El valor de Rf es una relación y, por lo tanto, no tiene unidades.

Ejemplo de Interpretación:

Imaginemos que hemos realizado una cromatografía en papel con tintas de diferentes bolígrafos. Tras el experimento, observamos varios puntos de colores en diferentes posiciones a lo largo del papel.

- Distancia recorrida por el solvente (Frente del solvente): 10 cm

- Distancia recorrida por el componente azul: 5 cm

- Distancia recorrida por el componente rojo: 7 cm

Calculemos los valores de Rf:

- Rf del componente azul = 5 cm / 10 cm = 0.5

- Rf del componente rojo = 7 cm / 10 cm = 0.7

Estos valores de Rf son específicos de cada sustancia en las condiciones experimentales usadas (tipo de solvente y papel). Comparando estos valores con datos de referencia, podemos identificar los componentes presentes en la mezcla.

Aplicaciones y Relevancia

La cromatografía de papel no solo es una herramienta educativa; también tiene aplicaciones prácticas en varias áreas:

- Química Forense: Identificación de sustancias en muestras de evidencias.

- Biología: Separación de pigmentos en plantas.

- Industria Alimentaria: Análisis de aditivos y colorantes en alimentos.

ConclusiónLa cromatografía en papel es una técnica fundamental que permite a los estudiantes entender los principios de separación de mezclas y analizar componentes individuales. Es una puerta de entrada a métodos más avanzados de análisis químico, como la cromatografía de gases y líquidos.

Fuentes Bibliográficas:

Atkins, P., & de Paula, J. (2006). Atkins' Physical Chemistry. Oxford University Press.

Harris, D. C. (2016). Análisis químico cuantitativo. Reverté.

(No date) Paper Chromatography. Available at: https://www.chemguide.co.uk/analysis/chromatography/paper.html (Accessed: 8 July 2024).

Skoog, D. A., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2017). Principios de análisis instrumental. Cengage Learning.

¡Espero que este post te haya sido útil y te inspire a realizar tus propios experimentos de cromatografía de papel! Si tienes alguna pregunta o quieres saber más, no dudes en contactarme.

Hoja de trabajo

Aquí accedes a una hoja de trabajo con preguntas de práctica extraídas de exámenes estandarizados de química y sus respectivas respuestas.

Si lo que estás buscando es tutoría en cualquier otro tema o para aprender idiomas, puedes probar en Preply, una plataforma de tutorías en línea con opciones desde USD5.00 la hora.

Si quieres aprender química, sígueme o reserva una sesión: