Proponha um esquema para a separação da trimetilamina, dimetilamina, metilamina e amônia por meio de uma cromatografia de troca iônica.
Passo 1
O enunciado pede que a gente separe quatro bases nitrogenadas — amônia, metilamina, dimetilamina e trimetilamina — usando cromatografia de troca iônica. O conteúdo central é a cromatografia de troca catiônica, que separa compostos com carga positiva segundo sua força de interação com grupos sulfonato (por ex., resina Dowex 50 no próton). Para projetar o esquema, vamos precisar dos valores de
dos respectivos catiões protonados:
,
,
,
.
Passo 2
Carregamento da amostra:
- Ajuste o pH da mistura para um valor bem baixo (por ex. pH 2–3) usando HCl; nesse pH todas as bases estarão totalmente protonadas e, portanto, carregadas positivamente.
- Injete a amostra no leito da coluna de resina catiônica em forma H
.
Passo 3
Princípio de retenção:
• Cada amina protonada interage por troca iônica com os grupos –SO da resina.
• A força dessa interação depende de quão fortemente a base se mantém protonada, ou seja, do seu : bases com
maior ficam protonadas até pH mais alto e, portanto, retidas por mais tempo.
• Cada amina protonada interage por troca iônica com os grupos –SO
• A força dessa interação depende de quão fortemente a base se mantém protonada, ou seja, do seu
Passo 4
Estratégia de eluição por gradiente de pH:
- Após o carregamento, começa-se a correr um eluente cujo pH é gradualmente elevado de ~2 até ~12 (por exemplo, uma série de tampões de amônio/amoníaco ou NaOH diluído).
- À medida que o pH ultrapassa o
de cada catião, esse composto perde a carga positiva (desprotona) e descola da resina, saindo da coluna.
Passo 5
Ordem e pH aproximado de eluição:
– Em torno de pH (já acima de 9,25) desprotona
, eluindo a amônia.
– Em torno de pH desprotona
, eluindo a trimetilamina.
– Em torno de pH desprotona
, eluindo a metilamina.
– Em torno de pH –11 desprotona
, eluindo a dimetilamina.
– Em torno de pH
– Em torno de pH
– Em torno de pH
– Em torno de pH
Resposta
Use uma coluna de troca catiônica (resina –SO
/ H
), carregue a pH ~2 (todas as bases protonadas) e elua com gradiente de pH de ~2 a ~12. Conforme o pH ultrapassa os
sucessivos — 9,25; 9,80; 10,64; 10,73 — eluem, na ordem, amônia → trimetilamina → metilamina → dimetilamina.