Cromatografía

Fundamento de la técnica

La cromatografía es un método físico de separación, en el cual, los componentes que se van a separar en una mezcla, se distribuyen o particionan entre dos fases inmiscibles, generalmente, una sólida (fase estacionaria) y otra líquida (fase móvil), a través de fenómenos de afinidad química o de tamizaje molecular. ​ 

Clasificación de la cromatografía 

Técnicas cromatográficas

  • Cromatografía en Papel: Usa papel como fase estacionaria y un solvente como fase móvil. Se utiliza comúnmente para la separación de pigmentos y análisis de aminoácidos.
  • Cromatografía de Capa Fina (TLC): Similar a la cromatografía en papel, pero usa una capa delgada de adsorbente (como gel de sílice) sobre una placa de vidrio, metal o plástico.

  • Cromatografía de Columna: Implica una columna llena de un adsorbente sólido (fase estacionaria) a través del cual se pasa una solución (fase móvil).

  • Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC): Usa una fase móvil líquida a alta presión y una columna con un adsorbente finamente dividido. Es muy precisa y se usa en análisis cuantitativos.

  • Cromatografía de Gases (GC): Utiliza un gas como fase móvil y una columna con una fase estacionaria líquida o sólida. Es ideal para separar y analizar compuestos volátiles.

Cromatografía de gases

En la cromatografía de gases, los componentes de una muestra vaporizada se separan al ser distribuidos entre una fase móvil gaseosa y una fase estacionaria liquida o sólida retenida en una columna. Al realizar una separación por cromatografía de gases, la muestra es vaporizada e inyectada en la parte superior de una columna cromatográfica. La elución ocurre por el flujo de una fase móvil inerte gaseosa. En contraste con la mayoría de los tipos de cromatográfica. La fase móvil no interactúa con las moléculas del analito. La única función de la fase móvil es transportar al analito a través de la columna.

Existen dos tipos de cromatografía de gases, Cromatografía gas-liquido y cromatografía gas-sólido. La cromatografía gas-liquido se utiliza ampliamente en todos los campos de la ciencia. La cromatografía gas-sólido.

Principios de la cromatografía 

  1. Fase Estacionaria: Es una fase inmóvil que puede ser un sólido o un líquido soportado en un sólido. Ejemplos incluyen geles de sílice, papel o fases líquidas sobre un soporte sólido.

  2. Fase Móvil: Es una fase que se mueve a través de la fase estacionaria y puede ser un líquido (cromatografía líquida) o un gas (cromatografía de gases).

  3. Interacción de los Componentes: Los diferentes componentes de la mezcla tienen diferentes afinidades por la fase estacionaria y la fase móvil, lo que causa que se muevan a diferentes velocidades y, por lo tanto, se separen.

Inyector

Split:

  • Relación entre la cantidad de la muestra que se descarta por la válvula y lo que llega a la columna


Splitless:

  • La válvula es cerrada, toda la muestra llega a la columna




Horno 

  • enfriamiento rápido

Temperatura Isotérmica: Rango de ebullición estrechos

Temperatura Programada: Rangos amplios de ebullición


Detector

Parámetros

Tiempo de retención

Tiempo que tarda el analito desde el punto de inyección hasta el detector.​ 

(TR) 

Factor de capacidad

Relación entre el tiempo de retención ajustado y el tiempo muerto. Indica la capacidad del sistema para separar los componentes de la mezcla.​ 

(K') 

Ecuación 1
Ecuación 1

Tiempo muerto

Tiempo desde que se inyecta hasta que se detecta. Este no debe generar ninguna interacción

(TM)

Factor coleo

Se mide al 5% de la altura del pico.​

(Tailing-T) 

Factor de asimetría 

Se mide al 10% de la altura del pico.​ 

As

Resolución

Permite medir la capacidad que tiene el sistema para separar de forma cuantitativa dos o más componentes en una mezcla​ 

(R)

Ecuación 2
Ecuación 2

EJEMPLOS

1. Supongamos que estás realizando una cromatografía en columna para separar dos compuestos, A y B. Después de inyectar una muestra en la columna, observas que el compuesto A eluye en 10 minutos y el compuesto B eluye en 15 minutos. La retención de un componente se calcula como el tiempo de elución del componente menos el tiempo de elución del disolvente (tiempo muerto). Entonces, la retención de A sería 10 minutos - 5 minutos (tiempo muerto) = 5 minutos, y la retención de B sería 15 minutos - 5 minutos = 10 minutos.

2. El factor de separación es una medida de cuán bien dos compuestos están separados en una cromatografía. Se calcula como la diferencia entre las retenciones de dos compuestos dividida por la desviación estándar de las retenciones. Por ejemplo, si el compuesto A tiene una retención de 5 minutos y el compuesto B tiene una retención de 10 minutos, y la desviación estándar es 1 minuto, entonces α = (10 - 5) / 1 = 5

3. Cuando se analizó una disolución de 10,0 mL que contenía 234 mg de pentanol(PF= 88,15) y 237 mg de 2,3-dimetil-2-butanol (PF= 102,17), la relación de áreas de los picos de pentanol: 2,3-dimetil-2-butanol fue de 0,913:1,00. Suponiendo que el pentanol es el patrón interno

Calcular: 

 (a)hallar el factor de respuesta del 2,3-dimetil-2-butanol.

(b)Teniendo en cuenta los cromatogramas para el pentanol y 2,3-dimetil-2-butanol sus W1/2son respectivamente 2,2 y 1,5 minutos (las alturas de los picos son 41,4 y 76,0 mm)respectivamente , calcular las áreas de sus picos (teniendo en cuenta que se asemejan a un pico gausiano) es igual a 1,064*altura de pico*W1/2.

Solución: 

(a)Área de 2,3-dimetil-2-butanol/[2,3-dimetil-2-butanol] = F*Área de Pentanol/[Pentanol]1,0/(237/10) = F*0,913/(234/10)F = 1,081

(b) Área butanol = 1,064*41,4*2,2 = 96,91 mm*min Área de 2,3-dimetil-2-butanol = 1,064*76,0*1,5 = 121,3 mm*min



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