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Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Mexico CLASE “ QUIMICA” trabajo GRUPO:24 NOMBRE DEL PROFESOR: JUAN GERMAN RIOS ESTRADA NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO 1. INTRODUCCIÓN Los colores de los alimentos se deben a distintos compuestos, principalmente orgánicos, algunos que se producen durante su manejo y procesamiento y otros que son pigmentos naturales o colorantes sintéticos o añadidos. La mayoría de los alimentos vegetales y animales le deben su color a sus correspondientes pigmentos, que son sustancias que tienen función biológica muy importante en el tejido. Éste es el caso de la clorofila y la fotosíntesis y el de mioglobina y al almacenamiento muscular del oxígeno, entre otros. En Química existe una técnica instrumental para separar, aislar, purificar e identificar los componentes de una mezcla compleja, tal técnica recibe el nombre de cromatografía. La cromatografía es una técnica de separación de una mezcla de solutos en función de la diferente velocidad con la que se mueve cada uno de ellos a través de un medio poroso, arrastrado por un disolvente en movimiento 2. OBJETIVOS 2.1. GENERAL Desarrollar la práctica para extraer diferentes pigmentos, de productos vegetales en este caso de la espinaca para su respectiva identificación. 2.2. ESPECÍFICOS ✓ Determinar los distintos componentes de una sustancia a través del método de la cromatografía ✓ Analizar la influencia del solvente en la cromatografía. 3. MARCO TEÓRICO Separación de mezclas: La separación de mezclas, contempla diversas técnicas basadas en las propiedades que poseen los componentes de la mezcla y a su vez si se encuentran en diferentes estados de la materia, entre esos se encuentra la cromatografía que posee diversas técnicas, una de las primeras y más efectiva es la cromatografía en papel, esta técnica es efectiva debido a que la separación se produce al momento en el que una de las sustancias líquidas asciende por un papel poroso, a distintas velocidades por diferencia de solubilidad y velocidad de difusión, conteniendo dos fases representativas, la fase móvil y la fase estacionaria. La fase móvil se caracteriza por tener carácter polar, como el metanol y/o etanol. La fase estacionaria se caracteriza por tener carácter no polar, como la remolacha, la espinaca, la zanahoria, el repollo morado y la tinta, entre otros. En la cromatografía, es la fase móvil la cual asciende por el papel poroso para así producir el mayor o menor avance de los componentes de la mezcla, pues cuanto más solubles los componentes de la fase estacionaria, mayor desplazamiento tendrán y entre más anchas sean las marcas mayor abundancia en la mezcla, esto es posible de observar gracias a que normalmente la fase móvil, o los solventes son incoloros. Los pigmentos se caracterizan por absorber luz y presentar color por el reflejo de ciertos espectros de luz; en los vegetales las hojas, los tallos y las raíces contienen diversos pigmentos entre ellos las quinonas o flavinas (colorante de las flores), La espinaca, que es un vegetal, cuenta con los siguientes pigmentos: Clorofila, es el pigmento que lleva a cabo la fotosíntesis, esta absorbe toda la luz exceptuando la de color verde, pues se refleja en el color verde característico de la espinaca; Cuenta con la “clorofila a” y la “clorofila b”, la primera es de color verde azulado y se encarga de la fotosíntesis, mientras la segunda es un pigmento de apoyo. Carotenoides: estos se descomponen en el cuerpo humano, al ser consumidos, y se convierten en vitamina A. Se considera esencial para la salud; en las espinacas el pigmento beta carotenoide es el más abundante. Estos pigmentos fotosintéticos utilizan la energía solar que absorben en su estructura molecular y cumplen funciones dentro de la célula, la más importante es llevar a cabo la fotosíntesis, es decir, que es fundamental para la existencia de los vegetales. 4. MATERIALES, REACTIVOS Y PROCEDIMIENTO Desarrollo del procedimiento: • Lavamos las hojas de espinacas, retiramos los nervios y las colocamos en un mortero, junto con el solvente extractante en este caso utilizamos 10 ml de éter etílico. • Trituráramos la mezcla hasta que las hojas se decoloraron y el disolvente adquirió un color verde intenso. • Filtramos con un embudo con papel de filtro y recogimos 3 ml de la solución en un tubo de ensayo. • Colocamos 1.5 ml de metanol en un beaker de 50 ml • Cortamos una tira de papel filtro y con un capilar colocamos en el papel de cromatografía 4 gotas de solución del pigmento. • Introducimos el papel filtro con el pigmento dentro del beaker con el metanol. • Esperamos aproximadamente 15 minutos Seleccionar hojas de espinaca, lavar quitar los nervios y venas de las hojas, Colocar las hojas en un mortero junto con 10 ml de eter etilico. triturar cuidadosam ente hasta que el liquido adquiera una coloracion verde intensa filtrar en un embudo con papel filtro y recoger 3 ml en un tubo de ensayo Adicionar en un Beaker de 50 ml 1.5 mL de Metanol cortar una tira de papel filtro, con el capilar colocar en el papel de cromatografia entre 4 a 6 gotas de pigmento; marcar con lapiz a 2 cm del borde del papel colocar el papel con pigmento dentro del beaker con metanol, esperar un tiempo y observar Separación de Pigmentos Vegetales por Cromatografía de Papel • La muestra de pigmento ascendió aproximadamente 2 cm de su punto de origen, es decir llego al centro de la tira. Registro Fotográfico: RESULTADOS Y CÁLCULOS RESULTADOS Y CÁLCULOS PARA EL INFORME DE LABORATORIO 1. Registre los resultados Se trituraron las hojas de espinaca con ayuda de un mortero y pistilo, se obtuvo una mezcla de una tonalidad verde muy intensa la cual indica que hay varios tipos de clorofila presentes; con la ayuda de un capilar se procedió a tomar ;2 gotas de solución de pigmentos y se fueron añadiendo al papel cromatografía a una distancia de 2 cm del borde del papel se realizó una línea con lápiz; al paso de un tiempo los pigmentos adquirieron una coloración verde amarilla lo que indica una uniformidad en la clorofila presente en la muestra. Después se introdujo el papel cromatografía al interior de un vaso de precipitado etanol tapado con un vidrio de reloj y se dejó actuar por un periodo 15 minutos aproximadamente. Se marcaron los tipos de clorofila presentes en la muestra analizada y un sistema de referencia para validar el resultado b. Análisis de Resultados Los cloroplastos deben su color verde a un pigmento denominado clorofila. Sin embargo, lo que en realidad existe entre los cloroplastos es una mezcla de pigmentos representados principalmente por dos tipos de clorofila a y b1, por caroteno y xantofila, todas estas sustancias presentan un grado diferente de solubilidad, lo cual permite su separación cuando una solución de la misma asciende por capilaridad por una tira de papel poroso, ya que las mas solubles se desplazaran a mayor velocidad, pues acompañaron fácilmente al disolvente a medida que este va ascendiendo. De esta forma al cabo de un cierto tiempo a lo largo del papel filtro se irán situando los distintos pigmentos, tanto más desplazadas más solubles serán los pigmentos a los que pertenecen y tanto más anchas mayor será la abundancia de estos en la mezcla. Se pudo observar como la clorofila b permaneció más fija sobre el papel debido a que es menos soluble en estas sustancias a diferencia de la clorofila b y la xantofila y carotenos. 2. Indague sobre el uso y los diferentestipos de cromatografía: La cromatografía describe un procedimiento químico en el que se separa una mezcla en su sus componentes individuales mediante una fase móvil y una fase estacionaria. La fase estacionaria consta, según el procedimiento, de materia sólida o un líquido, y la fase móvil de un líquido o gas. La cromatografía usa diferentes procedimientos, que según el campo de aplicación tiene sus ventajas y desventajas. Los procedimientos más importantes son la cromatografía en papel cromatografía en capa fina, la cromatografía en columna y la cromatografía de gases; Las aplicaciones prácticas de la cromatografía se encuentran por ejemplo en la producción, donde se usa la cromatografía para la limpieza y aislamiento de sustancias. Por otro lado, en la analítica química se usa la cromatografía para separar mezclas en compuestos homogéneos. La cromatografía juega un papel importante en muchos sectores, como la química orgánica, la bioquímica, la química inorgánica, la química ambiental y la química alimenticia. Cromatografía en papel: La cromatografía en papel pertenece a la categoría "Cromatografía de líquidos". La fase estacionaria se compone de una cinta de papel introducida verticalmente en un recipiente de cristal y la fase móvil de un líquido. El movimiento de la fase móvil se produce debido a la fuerza capilar. Un campo de uso de la cromatografía en papel es el análisis de mezclas. TIPOS DE CROMATROGAFRIA Cromatografía en capa fina: La cromatografía en capa fina pertenece a la categoría "Cromatografía de líquidos" y el principio de funcionamiento es el mismo que el de la cromatografía en papel. La diferencia entre ambos procedimientos se encuentra en la fase estacionaria, que en el caso de la cromatografía en capa fina se compone de materia pulverizada como la alúmina, gel de sílice o celulosa que se sitúan sobre plaquitas de vidrio. Las ventajas de la cromatografía en capa fina son un tiempo de ejecución rápido y una alta muestra de comprobación. Cromatografía en columna: La cromatografía en columna pertenece a la categoría "Cromatografía de líquidos". En la cromatografía en columna la fase estacionaria se compone normalmente de un gel de sílice o alúmina pulverizado que se introduce en un tubo de vidrio y este se rellena con un disolvente (fase móvil). Con este procedimiento se dirige la prueba junto con la fase móvil a través del tubo de vidrio, lo que produce que se separe la mezcla y los componentes vayan saliendo sucesivamente. Campos de aplicaciones de la cromatografía en columna son por ejemplo la limpieza de preparados. Cromatografía de gases: En la cromatografía de gases se usan dos diferentes procedimientos. 1. La cromatografía de gas líquido 2. La cromatografía de gas sólido El procedimiento más usado es la cromatografía de gas líquido. En este caso se introduce el material portador (por ejemplo, aceite de silicona) en un tubo espiral con un diámetro de 0,1 a 5 mm y una longitud de hasta 5 metros. El gas a analizar fluye junto al gas portador (nitrógeno, helio, argón) a través de la espiral. En un extremo de la espiral un detector de conductividad térmica mide las oscilaciones de temperatura. Según las oscilaciones de temperatura es posible determinar los componentes de la mezcla. 3. Responda: a. La solubilidad en alcohol de los pigmentos es, de mayor a menor: carotenos, clorofila a, clorofila b y xantofilas. Indicar qué pigmento corresponde a cada banda. b. ¿Por qué se emplea éter etílico para extraer la clorofila? La molécula de la clorofila tiene una compleja estructura, compuesta por cadenas orgánicas, que le confiere un elevado carácter “hidrófobo”. En consecuencia se debe realizar la extracción con un solvente orgánico donde la clorofila tenga una elevada solubilidad como es el caso del éter etílico pero también es muy soluble en otros solventes orgánicos c. ¿Qué pigmentos son los más abundantes? La clorofila la cual le da el color verde intenso 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS Por medio de la macerada de las hojas de espica se inicia un rompimiento del tejido vegetal, con la adición del alcohol etílico al 96% se realiza una extracción de los distintos componentes que se encuentran contenidos en las células vegetales de la espinaca. Por medio de la impregnación del papel con la solución se adsorbió una parte de estos compuestos. Por medio de la evaporación ascendente se muestra la distribución de los colores tales como verde oliva, verde intenso, amarrillo y por ultimo color naranja intenso 6. CONCLUSIONES ✓ Por medio de la práctica se logró identificar que la espinaca contiene distintos tipos de clorofila denominadas como (a) y (b), observadas por medio de la coloración que se distinguió en el papel. que la clorofila-a tiene la característica del (verde intenso), clorofila-b del (verde oliva). ✓ los pigmentos fotosintéticos pueden extraerse por diversos medios, en este caso de los tejidos debido a la solubilidad en disolventes orgánicos como el éter, debido a la capacidad de romper los enlaces de los tejidos vegetales. ✓ Los carotenos son los encargados del transporte de la luz a la clorofila el cual son los encargados de la transformación de la luz en energía y/o encargados de la fotosíntesis con la ayuda de las xantofilas. ✓ El pigmento mayoritario en el extracto es la clorofila a y b. También existen otros pigmentos como el amarillo (xantofila) y anaranjados (carotenos). ✓ Esto pigmentos se encuentran normalmente ocultos por la abundancia de la clorofila. ✓ Estos pigmentos actúan como accesorios, ayudando a la clorofila en la captación de la luz. 7. REFERENCIAS Atkins, P. W. (2005). Principios de química: Los caminos del descubrimiento. Tercera edición. Madrid. España: Médica Panamericana. Lamarque, A. (2008). Fundamentos teórico-prácticos de química organica. Cordoba. Argentina: Encuentro Grupo Editor. Rodes, R. (2006). Manual de prácticas de fotosíntesis. México: Las prensas de ciencias.
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