Laboratorio virtual de cromatografía en papel: Rf

Este laboratorio virtual de cromatografía en papel sigue la práctica obligatoria (required practical) de AQA GCSE Chemistry sobre separar sustancias coloreadas y calcular valores de Rf, y se amplía a la práctica de A-level Biology sobre los pigmentos de las hojas. Los estudiantes depositan dos colorantes de caramelos y cuatro colorantes alimentarios de referencia en una línea de origen a lápiz, dejan subir el agua por el papel, marcan el frente del disolvente y miden cada mancha con una regla en pantalla. Calculan Rf, relacionan las muestras desconocidas con las referencias y comprueban por qué la línea de origen debe ir a lápiz y por encima del disolvente. En una clase obtienen una tabla de Rf completa y una identificación clara.

Relación con el currículo

• AQA GCSE Chemistry 4.8.1.3 (cromatografía) y su práctica obligatoria: separar sustancias coloreadas por cromatografía en papel y calcular Rf = distancia recorrida por la sustancia ÷ distancia recorrida por el disolvente.
• AQA A-level Biology 3.5.1, práctica obligatoria 7: separación de pigmentos fotosintéticos por cromatografía (ver Ampliación).
• Cambridge IGCSE Chemistry: cromatografía, valores de Rf e identificación de sustancias frente a referencias.

Simulic no está afiliado a AQA, a Cambridge ni a ningún organismo examinador, ni cuenta con su respaldo.

Antes del laboratorio (5 min)

Pide a los estudiantes que se comprometan con una predicción, en papel o como pregunta 1 del enlace de clase:

"Se deposita una gota del colorante de un caramelo marrón en la línea de origen y el agua empapa el papel. ¿Qué verás?"

Muchos estudiantes esperan una sola mancha marrón que sube. Algunos esperan que no pase nada, porque "el marrón es un solo color".

Método en la simulación

La simulación se abre en la destilación, así que los estudiantes primero cambian de método.

1. Bajo la simulación, pulsa Cromatografía en papel, luego Colorantes y Agua. Deja marcadas las casillas Línea de origen a lápiz y Disolvente por debajo de la línea de origen.
2. Lee la lista de carriles: A caramelo verde, B caramelo marrón, de C a F las referencias E102, E110, E129 y E133.
3. Pulsa Ejecutar. Deja que el disolvente suba hasta que se saque el papel (frente a 110 mm), o pulsa antes Pausa: el Rf sale igual.
4. Toca el centro de cada mancha. La simulación lee la distancia con la regla, desde la línea de origen, y añade una fila a la tabla: distancia de la mancha, distancia del frente, Rf y un comentario.
5. Relaciona cada mancha de los carriles A y B con la referencia que tiene el mismo Rf y el mismo color.
6. Desmarca Línea de origen a lápiz y vuelve a ejecutar. Después márcala otra vez, desmarca Disolvente por debajo de la línea de origen y ejecuta una vez más.

Carril	Color de la mancha	Distancia de la mancha (mm)	Distancia del frente (mm)	Rf	Coincide con la referencia
A caramelo verde
B caramelo marrón
De C a F referencias

Resultados esperados

Todos los valores salen de la simulación, con agua como disolvente y el frente a 110 mm:

Colorante (color)	Distancia de la mancha (mm)	Rf
E133 azul brillante (azul)	101	0,92
E102 tartrazina (amarillo)	88	0,80
E110 amarillo ocaso (naranja)	68	0,62
E129 rojo allura (rojo)	50	0,45

• Caramelo verde (A): una mancha amarilla a Rf 0,80 y una azul a 0,92, así que contiene E102 y E133.
• Caramelo marrón (B): amarilla 0,80, roja 0,45 y azul 0,92, así que contiene E102, E129 y E133. Ningún caramelo contiene E110.
• Línea de origen de tinta: la línea se disuelve y sube por el papel como una banda azul que se mezcla con los resultados.
• Disolvente por encima de la línea de origen: las manchas se disuelven en el disolvente de la cubeta y no queda nada que medir.

Preguntas para los estudiantes

1. (Predicción, se repite después del laboratorio) ¿Qué ves cuando el colorante del caramelo marrón corre en agua?
2. Para identificar los colorantes por su Rf, ¿qué debe ser igual para las muestras de caramelo y las referencias?
3. ¿Cuál es el Rf de la mancha roja del caramelo marrón?
4. ¿Qué colorantes alimentarios contiene el caramelo marrón?
5. ¿Por qué la línea de origen debe trazarse a lápiz y el disolvente debe empezar por debajo de ella?

Respuestas para el docente: (1) Tres manchas separadas de colores distintos a alturas distintas. (2) El mismo disolvente y el mismo papel (corriendo uno al lado del otro). (3) 0,45 (se acepta de 0,43 a 0,47). (4) E102, E129 y E133. (5) El grafito es insoluble, así que una línea de lápiz se queda en su sitio; la tinta se disolvería y subiría como una banda. Si el disolvente cubre la línea de origen, las manchas se disuelven en el disolvente en lugar de subir por el papel.

Ideas erróneas frecuentes

• "Una sustancia pura no da ninguna mancha." Da una sola mancha. Una mezcla da varias.
• "El Rf depende de cuánto tiempo dejas correr el disolvente." Las distancias crecen con el tiempo, pero su cociente se mantiene. Si pausas antes, con el frente a 93 mm, obtienes los mismos valores de Rf.
• "El colorante que más sube es el más pesado." Es el más soluble en el disolvente y el que menos retiene el agua del papel.
• "El Rf es el mismo en cualquier disolvente." Cambia a Etanol con Tintas: la tinta amarilla baja de Rf 0,92 a 0,30.

Ampliación

• Pigmentos de las hojas (A-level Biology): elige Pigmentos de hojas y Éter de petróleo–propanona. La simulación da Rf 0,95 para el caroteno, 0,71 para la xantofila, 0,65 para la clorofila a y 0,45 para la clorofila b. Compara los carriles de la hoja de sol y la hoja de sombra.
• Tinta insoluble: con Tintas en agua, el rotulador permanente negro se queda en la línea de origen. En etanol sube hasta Rf 0,86. Pregunta a los estudiantes qué dice esto sobre la elección del disolvente.

Preguntas frecuentes

¿Puede el enlace de clase abrirse directamente en la cromatografía en papel?

Sí. En tu enlace de clase, fija los valores iniciales Método = Cromatografía en papel, Muestras en el papel = Colorantes alimentarios y Disolvente del papel = Agua. Los estudiantes pueden cambiarlos igualmente, así que el paso 1 del método sigue siendo útil.

¿Sustituye esto a la práctica obligatoria?

No. Las prácticas obligatorias de AQA deben hacerse a mano. Usa la simulación para planificar, para practicar los cálculos de Rf o con los estudiantes que se perdieron el laboratorio. Consulta laboratorios virtuales frente a laboratorios físicos.

¿Son valores de Rf reales?

Son valores ilustrativos en el mismo orden que en los experimentos escolares. Los valores reales dependen del papel, del disolvente y de la temperatura.

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