2.8: Separación de mezclas por precipitación

1. precipitación de CaCO₃

1. Preparar 5 mL de 1 M de CaCl₂.
2. Prepare 5 mL M 1 Na₂CO₃.
3. En un tubo de centrífuga pequeña (1,5 mL), añadir 750 μl de CaCl₂ y 750 μl de Na₂CO₃.
4. Esperar 2 minutos para la reacción ocurrir. La solución debe resultar turbia.
5. Centrifugar la mezcla a 10.000 x g durante 5 minutos.
6. Decantar el sobrenadante.
7. Añadir 1 mL de agua fría a la pelotilla.
8. Resuspender el precipitado al mezclar en un vórtex durante 10 s.
9. Centrifugar la mezcla a 10.000 x g durante 5 minutos.
10. Decantar el sobrenadante.

2. precipitación de proteínas de la leche

1. Vierta la leche en un vaso de precipitados y agregar una barra de agitación.
2. Leche caliente suavemente hasta 40 ° C en una placa de agitación. No calentar sobre 40 ° C.
3. Preparar un 15% (v/v) de ácido acético por mezcla 7,5 mL de ácido acético y diluir en agua suficiente para llegar a 50 mL.
4. Sumerja el electrodo de un pHmetro en leche caliente y vigilar el pH.
5. Agregar el ácido acético mediante goteo a la leche hasta que se alcance un pH de 4.6.
6. Filtración de la leche
   1. Flauta de un pedazo de papel de filtro y colocarlo en un embudo.
   2. Coloque el embudo en un frasco y verter la solución de leche acidificada en el embudo.
   3. Como la solución se vierte, el papel de filtro puede conseguir tapado. Con una varilla, se agita la solución y el papel de filtro de vez en cuando para desatascar. Si no mejora el paso de la solución, cambiar el papel de filtro.
   4. Coloque un nuevo filtro de papel sobre la mesa y transferencia tanto de la húmeda sólida para el nuevo papel de filtro. Esto debe absorber más agua del sólido.
   5. Si el nuevo papel de filtro se moja demasiado, seguir a cambiar hasta que haya una cantidad mínima de humedad en el papel de filtro. Presione ligeramente para absorber más agua si es necesario.
   6. Tomar el sólido seco y vuelva a suspender en cerca de 70% etanol. Filtrar el sólido otra vez siguiendo los pasos 2.6.1 a 2.6.5.
7. Centrifugación de la leche (como alternativa a la filtración)
   1. Transferir porciones de 50 mL de la mezcla a tubos de centrífuga de 50 mL.
   2. Centrifugue a 4.500 × g por 10 min, luego decantar el sobrenadante.
   3. Añadir 50 mL de etanol de 70% para el pellet.
   4. Con una varilla, Resuspender el precipitado en el etanol.
   5. Centrifugar esta suspensión siguiente paso 2.7.2.
8. Resuspender el precipitado en tampón para su posterior análisis como SDS-PAGE, de lo contrario almacenarla a 4 ° C.

3. recristalización de KCl

1. Pesar 50 g de KCl en un matraz Erlenmeyer y añadir 100 mL de agua
2. Calentar la mezcla hasta que el agua hierve. Asegúrese de que se disuelva todo el polvo de KCl. Algunas impurezas no se pueden disolver en agua.
3. Otro matraz de Erlenmeyer (vacío) junto con la mezcla de calor y mantener muy caliente.
4. Coloque un embudo con papel filtro en el matraz caliente, vacíelo.
5. Verter la solución a través del papel filtro para eliminar impurezas no disueltas. El recipiente se mantiene caliente para asegurarse de que no hay cambios de temperatura ocurren durante la filtración, de lo contrario que se formará un precipitado crudo. Si esto ocurre, vuelva a calentar la mezcla hasta que se disuelva todo el precipitado.
6. Retirar el matraz con la solución del fuego.
7. Mantener en un lugar fresco en la habitación y deje que se enfríe lentamente durante 30 minutos, o hasta que ya no esté caliente al tacto.
8. Una vez enfriado a temperatura ambiente, colocar el matraz en un baño de hielo para reducir aún más la temperatura. Alternativomente, uno puede dejar el frasco dentro de la nevera o una sala de control de temperatura a 4 ° C.
9. Cristales pueden ser cosechados por filtración como en los pasos 3.4 – 3.5 (puede utilizarse un matraz y embudo a temperatura ambiente).

La precipitación es una técnica utilizada para separar una mezcla en función de la solubilidad de sus componentes. La solubilidad de un compuesto depende de la fuerza iónica de la solución, su pH y temperatura. La manipulación de estos factores puede hacer que un compuesto se convierta en un sólido insoluble y se salga de la solución. A esto se le llama precipitación.

El sólido insoluble, llamado precipitado, inicialmente forma una suspensión, lo que significa que está bien disperso en solución. El precipitado generalmente se aglomera y luego se separa del líquido por sedimentación, centrifugación o filtración. Este video presentará varios métodos para separar compuestos utilizando la precipitación y demostrará un procedimiento en el laboratorio.

Un compuesto disuelto puede precipitarse fuera de la solución introduciendo un contraión. Por ejemplo, la plata se puede precipitar fuera de la solución en la reacción entre el nitrato de plata y el cloruro de sodio. El ion nitrato es reemplazado por un contra-ión, cloruro, lo que resulta en la formación de cloruro de plata sólido.

El aumento de la concentración de sal de una solución también puede inducir precipitación. Esta técnica, llamada salado, es común para el aislamiento de proteínas. A una alta concentración de sal, las moléculas de agua son más atraídas por la sal disuelta, dejando menos para estabilizar la proteína. Como resultado, las moléculas de proteína se agregan y forman un sólido.

La precipitación también puede ser causada por un cambio en el pH. A pH alto y bajo, la proteína se carga y es atraída por la solución polar. En un momento dado, la carga neta de un compuesto se convierte en cero. Este es el punto isoeléctrico, o pI. El compuesto es incapaz de interactuar con la solución polar, lo que hace que se agregue y precipite.

La temperatura también afecta a la solubilidad, ya que una temperatura más alta aumenta la solubilidad de los sólidos. Al disminuir la temperatura, los compuestos disueltos pueden volver a solidificarse. La tasa de formación de sólidos determina la pureza relativa.

Los siguientes experimentos demostrarán la precipitación de la proteína caseína de la leche utilizando el pH y su posterior separación mediante métodos de filtración y centrifugación.

Para comenzar este procedimiento, agregue 250 ml de leche en un vaso de precipitados con una barra para revolver. Calentar suavemente la leche a 40 ? C en una placa caliente para remover. Sumerja un medidor de pH en la leche tibia y controle el pH. Añadir ácido acético gota a gota a la leche hasta que el pH alcance el punto isoeléctrico de la caseína, 4,6. Las proteínas insolubles de la leche, o cuajada, precipitan fuera de la solución en el punto isoeléctrico. Retire la cuajada de la solución por filtración. Si el papel de filtro se obstruye, mézclalo con una espátula para ayudar a que la solución fluya. Si esto no mejora la filtración, cambie el papel de filtro. Transfiera el sólido húmedo del papel de filtro obstruido al nuevo papel de filtro. Esto debería absorber más líquido, o suero, del sólido. Continúe cambiando el papel de filtro hasta que haya una humedad mínima. Presionar ligeramente sobre los sólidos puede ayudar al papel de filtro a absorber más suero.

Vuelva a suspender los sólidos de la leche en polvo en etanol al 70% para eliminar los fosfolípidos de la cuajada y luego repita el proceso de filtración. Como alternativa a la filtración, los sólidos proteicos también se pueden separar mediante centrifugación. Centrifugar porciones de 50 mL de la mezcla de leche y decantar el sobrenadante. Vuelva a suspender el pellet en 50 mL de etanol al 70% para ayudar a eliminar los fosfolípidos de la cuajada y repita el proceso de centrifugación.

A continuación, los sólidos de la proteína de la leche pueden almacenarse o volver a suspenderse en otra solución para su posterior análisis, como SDS-PAGE. Para obtener más información, vea nuestro video sobre esta técnica. El análisis SDS-PAGE muestra que la precipitación permitió la eliminación de la mayoría de las impurezas del suero. Toda la caseína se encontró en el gránulo, mientras que no se encontró nada en el sobrenadante.

La precipitación es una técnica comúnmente utilizada, que se puede aplicar para separar una variedad de mezclas o soluciones.

Los compuestos se pueden precipitar a partir de una solución utilizando un contraión, como en este ejemplo de la precipitación de carbonato de calcio.

El cloruro de calcio y el carbonato de sodio son solubles en la fase acuosa.

Cuando se mezclan, el calcio y el carbonato forman un sólido insoluble, que se puede separar con centrifugación. Para obtener más información sobre este tema, consulte nuestro video educativo sobre las reglas de solubilidad.

La precipitación se puede utilizar en la preparación de sólidos a nanoescala que se encuentran en una amplia gama de aplicaciones en nanotecnología. En este ejemplo, se utilizaron semillas a nanoescala para controlar el crecimiento de nanocristales.

Los precursores se calentaron, reaccionaron con seleniuro de trioctilfosfina y luego se enfriaron rápidamente. Se añadió metanol a la solución enfriada, con el fin de precipitar los sólidos. A continuación, los cristales se recuperaron por centrifugación y la estructura cristalina se analizó con difracción de rayos X.

La precipitación también se puede utilizar en la preparación de ligandos poliméricos para aplicaciones de administración de fármacos. En este ejemplo, se sintetiza un ligando y se conjuga con platino para su uso como terapia contra el cáncer. En primer lugar, el ligando se sintetizó mediante una reacción de acoplamiento amida. Se precipitó a medida que avanzaba la reacción. A continuación, se recuperó mediante filtración.

A continuación, el sólido se purificó mediante recristalización y se volvió a filtrar. A continuación, el ligando se complejaba con el compuesto de platino, se secaba y luego se purificaba mediante precipitación fraccionada de agua con acetona. El acoplamiento del platino se confirmó mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear. A continuación, se podría estudiar la eficacia y los efectos secundarios de los compuestos como agentes anticancerígenos.

Acabas de ver la introducción de JoVE a la separación de mezclas mediante precipitación. Ahora debe comprender los diversos métodos de precipitación y cómo realizar estos experimentos en el laboratorio.

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