TEMA 3: CROMATOGRAFÍA MÓDULO: OPERACIONES BÁSICAS EN EL LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA

ORIGEN A principios del siglo XX, el botánico ruso Tswett separó pigmentos vegetales pasando soluciones de estos pigmentos por una columna de vidrio empaquetada con CaCO 3. Las especies separadas aparecían como bandas de colores, lo que dio origen al nombre del método chroma = color graphé = escribir

Se basa en el principio general de distribución de un compuesto entre dos fases, una fija o estacionaria (FE) y otra móvil (FM). Sistema Cromatográfico: Fase Móvil Fase Estacionaria solutos

Se utiliza para: -Separar los componentes de una mezcla. -Criterio de identificación y pureza.

Clasificación de las técnicas cromatográficas: Según el mecanismo de separación: Cromatografía de adsorción: las sustancias se separan por distribución entre un FM líquida y una FE sólida llamada adsorbente, mediante equilibrios de adsorción y desorción. Cromatografía de partición: se efectúa entre una FM líquida y una FE también líquida, retenida en la superficie de un sólido. La separación de las sustancias se basa en las diferentes solubilidades que presenten entre ambas fases. Cromatografía de intercambio iónico: la FE es un sólido que lleva anclados grupos funcionales fijos ionizables, cuya carga está contrabalanceada por iones móviles que se pueden intercambiar por aquellos presentes en la FM. Cromatografía de filtración con geles: la FE es un gel con distintos tamaños de poros que retienen componentes de menor tamaño, disueltos en la FM.

Según el soporte empleado  Cromatografía en capa delgada (C.C.D.)  Cromatografía en capa preparativa (C.C.P)  Cromatografía en columna.  Cromatografía en papel.  Cromatografía gaseosa.

Según el estado físico de las fases:  Tipo de fase estacionaria Sólido: finamente dividido en un tubo de vidrio o metal. Líquido: inmiscible con la fase móvil.  Tipo de fase móvil Gas. Líquido. Sólido – Gas Sólido – Líquido Líquido – Gas Líquido – Líquido

INTRODUCCIÓN A LA CROMATOGRAFÍA Técnica que permite la separación de los componentes de una mezcla debido a dos efectos contrapuestos: Retención: efecto ejercido sobre los componentes de la mezcla por una FE, sólido o líquido anclado a un soporte sólido. Desplazamiento: efecto ejercido sobre los componentes de la mezcla por una FM, que puede ser un líquido o un gas. La repetición sucesiva a lo largo del sistema cromatográfico da lugar a la separación de la mezcla original. Elución: migración de los componentes de una mezcla a lo largo de la fase estacionaria impulsados por la fase móvil.

Principales etapas del proceso cromatográfico a)Armado de la placa o columna. b)Siembra. c)Desarrollo. d)Revelado. e)Elución.

CROMATOGRAFÍA DE ADSORCIÓN Se basa en la separación de un soluto entre una fase sólida de adsorbente y una fase móvil. El fenómeno de adsorción ocurre en la superficie del gránulo de fase fija y se fundamenta en la atracción entre el soluto y el adsorbente por formación de uniones dipolo y formación de puentes de hidrógeno.

PROCESO CROMATOGRÁFICO EN CAPA DELGADA

RELACIÓN DE FRENTE Para poder medir el desplazamiento alcanzado por cada componente de la mezcla y por el patrón, con una medida que resulte independiente del tiempo y de las dimensiones de la placa, se utiliza el concepto de RELACIÓN DE FRENTE (R f ) y se lo define como el cociente entre la distancia recorrida por el compuesto y la distancia recorrida por el solvente de desarrollo.

RELACIÓN DE FRENTE =

VARIABLES QUE AFECTAN LA MOVILIDAD a)Adsorbente. b)Estructura de soluto c)Solvente de desarrollo d)Temperatura e)Saturación de la cuba

APLICACIONES DE LA CROMATOGRAFÍA ANALÍTICA EN CAPA FINA Monitorización de una reacción (desaparición de reactivos-aparición de productos) Identificación de un compuesto (comparar Rf con el de un patrón, en el mismo sistema cromatográfico). Importancia del valor negativo. Determinación de los componentes de una mezcla Análisis de las fracciones recogidas en una cromatografía en columna

CROMATOGRAFIA ANALITICA EN CAPA FINA TLC

CROMATOGRAFÍA DE PARTICIÓN Consiste en la separación de los componentes de una mezcla sobre una fase estacionaria constituida por un soporte sólido inerte cubierto por una película líquida que es fuertemente retenida por dicha fase. La separación se efectúa por medio de una fase fluida móvil que es el solvente de desarrollo que es inmiscible con el líquido del soporte estacionario y que transporta los componentes a lo largo de la F. E.

Los componentes se van separando según sean sus solubilidades relativas en el líquido de la fase estacionaria y la fase móvil. Se define entonces el coeficiente de reparto o constante de distribución como el cociente de la concentración del soluto en la fase móvil y su concentración en la fase estacionaria: M Kd = C M / C E

Aquellas sustancias que presentan un alto valor de Kd son movilizadas más rápidamente que aquellas que tienen un bajo valor de Kd. Así en la cromatografía de reparto los solutos se van separando secuencialmente, de acuerdo con sus respectivos valores de Kd.

SEPARACIÓN POR INTERCAMBIO IÓNICO La separación se basa en principalmente por la diferente de afinidad para el intercambio de iones de los componentes de la muestra. Las especies cargadas negativamente se unen a la matriz sólida cargada positivamente y son retenidas mientras que las especies positivas son rechazadas. De esta manera en función de la carga las especies se eluyen a distintos tiempos dando lugar a la correspondiente separación. La elución de las especies retenidas se consigue cambiando el pH del disolvente hasta igualarlo a su punto isoeléctrico o hasta invertir su carga neta.

CROMATOGRAFÍA DE FILTRACIÓN CON GELES Es un tipo particular de cromatografía líquido – líquido, que se utiliza en la separación de sustancias que poseen volúmenes moleculares diferentes. Las moléculas pequeñas penetran en los poros de las partículas de gel por lo que necesitan más tiempo para salir al final de la columna. Las moléculas grandes, en cambio, al no penetrar en las partículas del gel se mueven con el disolvente a una velocidad de elución mayor y salen antes de la columna. Por lo tanto, a mayor masa molecular, menor tiempo de elución.

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