CROMATOGRAFIA

INTRODUCCION

INTRODUCCION

• La cromatografía es un método de separación de mezclas moleculares

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tiempo (min)

SEPARACION

PARA SEPARAR SE EMPLEAN BASICAMENTE TRES ALTERNATIVAS:

•Separaciones mecánicas •Procesos cinéticos y electrocinéticos •Equilibrios de distribución entre dos fases

CLASIFICACION

La cromatografía es una técnica de separación basada en el intercambio de los solutos entre dos fases

TECNICAS CLASICAS

Técnica Fases empleadas

Precipitación líquido/sólido

Extracción líquido/líquido

Intercambio iónico líquido/sólido

Destilación líquido/vapor

TECNICAS CLASICAS DE SEPARACION ENTRE DOS FASES

FASES EN CROMATOGRAFIA

LAS FASES EMPLEADAS EN CROMATOGRAFIA SE DENOMINAN FASE MÓVIL Y FASE ESTACIONARIA

FASE MOVIL

La fase móvil es un fluido: • líquido • gas • fluido supercrítico

FASE ESTACIONARIA

La fase estacionaria debe permanecer estable:

•Sólido

•líquido

CLASIFICACION

CLASIFICACION DE LAS TECNICAS CROMATOGRAFICAS

CROMATOGRAFÍA DE GASES (CG)

CROMATOGRAFIA DE LÍQUIDOS (CL)

CROMATOGRAFIA DE FLUIDOS SUPERCRÍTICOS

(CFSC)

SÓLIDO (CGS)

LÍQUIDO (CGL)

SÓLIDO (CLS)

LÍQUIDO (CLL)

EMPACADA

CAPILAR

PLOT

EMPACADA

CAPILAR

PLACA FINA

HPTLC

INTERCAMBIO IÓNICO

HPLC NORMAL

SCOT

WIDE-BORE

NARROW BORE

ULTRA-CAPILAR

EXCLUSIÓN

PERMEACIÓN EN GEL

FILTRACIÓN EN GEL

PAPEL

HPLC FASE INVERSA

HPTLC FASE INVERSA

FASE MÓVIL FASE ESTACIONARIA TÉCNICA

PROCESO CROMATOGRAFICO

• El lecho cromatográfico puede ser abierto (placa) o cerrado (columna).

• La fase móvil fluye a lo largo del lecho cromatográfico en contacto con la fase estacionaria.

COLUMNA

COLUMNA

FASE ESTACIONARIA

FASE ESTACIONARIA

FASE MÓVIL FASE MÓVIL FASE MÓVIL

PROCESO CROMATOGRAFICO

• La fase móvil fluye, arrastrando consigo los solutos.

• Los solutos se reparten entre ambas fases

Muestra Fase estacionaria

Fase móvil

,

,

e ii

m i

CK

C=

PROCESO CROMATOGRAFICO

• Al alimentar la muestra al sistema, los solutos se reparten entre las dos fases, cada uno con diferente afinidad.

Fase móvil

Fase estacionaria t0

Fase móvil

Fase estacionaria t0

PROCESO CROMATOGRAFICO

LAS MOLECULAS DE SOLUTO EN FASE ESTACIONARIA SE ESTANCAN

LAS MOLECULAS EN FASE MOVIL AVANZAN CON ELLA

Fase móvil

Fase estacionaria t1

Fase móvil

Fase estacionaria t1

PROCESO CROMATOGRAFICO

• LA VELOCIDAD DEL SOLUTO VARIA INVERSAMENTE CON LA AFINIDAD POR LA FASE ESTACIONARIA.

F. móvil

F. estacionaria

SEPARACION DE SOLUTOS

• LOS COMPONENTES CON CONSTANTES DE REPARTO DIFERENTES SE SEPARARÁN.

Fase móvil

Fase estacionaria t0

,

,

e ii

m i

CK

C=

SEPARACION DE SOLUTOS

Fase móvil

Fase estacionaria t1

Fase móvil

Fase estacionaria t2

Fase móvil

Fase estacionaria t3

K1 K2 K3

CROMATOGRAFÍA DE GASES

• Se opera en columna (capilar o PLOT) • Se trabaja por elución • Separa:

– mezclas complejas (poder de separación) – solutos muy parecidos (resolución)

• Es rápida (minutos) • Usa poca muestra (µL) • Utiliza instrumentación especial • Proporciona información cualitativa y cuantitativa • Permite analizar compuesto de hasta 1000 g/mol

CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS

• Se opera en columna (empacada) • Se trabaja por elución • Separa:

– mezclas complejas (poder de separación) – solutos muy parecidos (resolución)

• Es rápida (minutos) • Usa poca muestra (µL) • Utiliza instrumentación especial • Proporciona información cualitativa y cuantitativa • Permite analizar compuesto solubles

ELUCION

• La muestra se aplica al principio de la columna como una banda fina.

• Los solutos a vanzan por el sistema a velocidades diferentes, menores a la de la fase móvil.

• Los solutos se separan en bandas y estas salen (eluyen) por el final de la columna.

REQUISITOS DE LA MUESTRA PARA CROMATOGRAFÍA DE GASES.

• Debe tener una presión de vapor apreciable a la temperatura de operación. (pv ≥ 1 torr, @ Tmax ≤ 450ºC).

• No debe ser termolábil (formación de derivados).

• No debe reaccionar con ningún componente del sistema (instrumentación con superficies internas inertes).

REQUISITOS DE LA MUESTRA PARA CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS.

• Debe ser soluble en fase móvil • No debe reaccionar con ningún

componente del sistema (instrumentación con superficies internas inertes).

TEMARIO

Se estudiarán los siguientes aspectos: • Fundamentos:

– Definiciones básicas – Aspectos teóricos

• Instrumentación – Elementos básicos – Columnas – Inyectores – Detectores, sistemas acoplados.

TEMARIO

• Manejo de resultados: – Análisis Cualitativo – Análisis Cuantitativo

• Tratamiento de muestras

INSTRUMENTACION BASICA

ELEMENTOS DE UN CROMATOGRAFO

Control de flujo

Fase móvil

Inyección de muestra Columna Detección

Registro y proceso

Horno

GAS DE ARRASTRE

• Requisitos: – Baja viscosidad (bajo PM) – Inerte – Seguro – Alta pureza – Económico

GAS DE ARRASTRE

Gases más usados: • Hidrógeno (máxima eficiencia

con columnas capilares) • Helio (sistemas acoplados) • Nitrógeno (empacadas, T<1980)

CONTROL DE FLUJO

Válvulas:

• De aguja (restricción al flujo), ∆p • Reguladores de presión. (Psal cte.) • Diferenciales de flujo. (flujo másico

cte.)

CONTROL DE FLUJO

Válvulas:

• De aguja (restricción al flujo), ∆p

CONTROL DE FLUJO

Válvulas: • Reguladores de presión. (Psal cte.)

CONTROL DE FLUJO

Válvulas diferenciales de flujo:

INYECCION DE MUESTRA

Zona calentada

Gas acarreador

Columna

Jeringa con muestra

Septum

TIPOS DE COLUMNAS

• Empacadas – En HPLC

• Capilares

– En cromatografía de gases – Sílice fundida

• WCOT (CGL), hoy columna capilar • PLOT (CGS)

HORNO CROMATOGRAFICO

En GC la temperatura de la columna es un parámetro básico:

mayor temperatura

mayor presión de vapor

análisis mas rápidos

menor separación En HPLC estabiliza la K y tr

DETECTORES

Columna Detector

• Sensor en línea • Mide alguna propiedad del eluyente, o del soluto. • Genera una señal eléctrica. • La señal es proporcional a la concentración de soluto.

REGISTRO Y PROCESO

Diferentes alternativas: – Registrador, t<1980

• costoso • lento y con pobre calidad de resultados.

– Integrador, 1980<t<1990 • Basado en los 1°’s microprocesadores.

– Computadora con Tarjetas A/D • Permite optimizar la calidad de los

resultados, y reprocesarlos cuanto se necesite.