Introducción a la Cromatografía Química Analítica General e Instrumental

Una fase móvil, que pasa a través de la anterior Definición Método físico de separación de los componentes de una mezcla, los cuales se distribuyen entre dos fases Una fase estacionaria Una fase móvil, que pasa a través de la anterior Los componentes a separar deben ser solubles en la fase móvil y capaces de interaccionar con la fase estacionaria

Ejemplos Cromatografía en Columna CGL (Cromatógrafo de Gases) HPLC (Cromatógrafo de Líquidos) Cromatografía en Capa Fina Cromatografía en Columna

Origen de la cromatografía M. TSWEET (1903): Separación de mezclas de pigmentos vegetales en columnas rellenas con adsorbentes sólidos y solventes varios. éter de petróleo CaCO3 mezcla de pigmentos pigmentos separados

Principios básicos Muestra Fase Móvil Detector Fase Estacionaria

Clasificación de las técnicas cromatográficas SEGÚN LA NATURALEZA DE LA FASE MÓVIL Cromatografía de Fluídos Supercríticos Cromatografía Líquida Cromatografía Gaseosa Gas Líquido Fluído Supercrítico

Clasificación de las técnicas cromatográficas Cromatografía Gaseosa Naturaleza de la fase estacionaria Líquido depositado sobre un sólido o sobre las paredes de un tubo capilar: Sólido: GLC GSC

Clasificación de las técnicas cromatográficas Cromatografía líquida Naturaleza de la fase estacionaria Líquido depositado sobre un sólido: CLL Sólido: CLS Resina de intercambio iónico: CII Líquido en los poros de un polímero sólido: CPG

Clasificación de las técnicas cromatográficas Según el mecanismo: ADSORCIÓN INTERCAMBIO IÓNICO Resinas de intercambio Sólido – Líquido Sólido - Líquido

MECANISMOS Clasificación de las técnicas cromatográficas PERMEACIÓN EN GELES MECANISMOS Las moléculas pequeñas quedan retenidas en los poros del gel Las moléculas grandes no caben en ellos y siguen su recorrido PARTICIÓN O REPARTO Líquido – Líquido Gas – Líquido

Clasificación de las técnicas cromatográficas Según la técnica operatoria En columna Rellenas o empaquetadas Capilares En lecho abierto Según la forma de desarrollar la muestra Elución Desarrollo frontal Desplazamiento

Técnicas: Elución Formas de poner en contacto las muestras problema con la fase móvil y estacionaria La cromatografía de elución consiste en que una única porción de la muestra pone en contacto con la fase estacionaria, después de lo cual la mezcla se distribuyen entre ambas fases. Cuantas más veces ocurra el intercambio de moléculas entre fase móvil y fase estacionaria, más eficaz será la separación.

Técnicas: Elución Señal Tiempo

Análisis Cuantitativo Qué es un cromatograma? Señal Tiempo Análisis Cuantitativo Análisis Cualitativo Parámetros característicos de la separación cromatográfica: Parámetros de retención Eficiencia Resolución

Parámetros de retención: Tiempo de retención (tR) Muestra TIEMPO (total) Fase Móvil Detector Fase Estacionaria Inyección Caudal Volumen de retención Tiempo

Parámetros de retención: Tiempo muerto (tM) Muestra TIEMPO (sin retención) Detector Fase Estacionaria Fase Móvil Inyección Volumen muerto Tiempo

Parámetros de retención: Tiempo de retención ajustado (tR’) Muestra TIEMPO (en la fase estacionaria) Detector Fase Estacionaria Fase Móvil Inyección Volumen de retención ajustado Tiempo

Equilibrio de Distribución Constante de Distribución Ecuación Fundamental de la Cromatografía Fase Estacionaria Fase Móvil Soluto ↔ Soluto

Parámetros de retención: Factor de capacidad (k’) k´ << 1  elución muy rápida k´ > 20  elución muy lenta Es un parámetro que describe la velocidad de migración de los analitos en la columna

Parámetros de retención: Factor de selectividad (α) Retención relativa de una columna para dos analitos A y B Se define en función de las constantes de distribución de éstos α es siempre > 1, por lo que B es el compuesto más retenido (el de mayor t´R)

Eficiencia de la columna cromatográfica Mide el grado de ENSANCHAMIENTO de las bandas cromatográficas a medida que los analitos avanzan a través del sistema cromatográfico. El ensanchamiento de las bandas es: Directamente proporcional al tiempo de retención Inversamente proporcional a la velocidad de la fase móvil La mayor eficiencia se da cuando los picos son estrechos.

Eficiencia Consecuencias de una baja eficiencia: Disminución de la altura de los picos cromatográficos Pérdida de sensibilidad Aumento del ancho de los picos cromatográficos Posibilidad de solapamiento

Eficiencia Cómo se mide? Teoría de los platos teóricos (termodinámica) Teoría de las velocidades (cinética) COMPARAR Columna cromatográfica Columna de destilación

Número de platos, N BUENA EFICIENCIA ↑N ↓H

Resolución Es una medida de la capacidad del sistema cromatográfico para separar dos analitos WA y WB son los anchos de los picos A y B Si R > 1,5 la separación es completa

Si la relación de alturas es similar Resolución Rs= 1.5 ⇒ buena separación (solapamiento inferior a 0.3%) Rs = 1.0 ⇒ solapamiento de 2.2% Rs = 0.75 ⇒ separación insuficiente Si la relación de alturas es similar

Resolución Selectividad (α), se relaciona con los valores de retención relativa y mide el poder discriminatorio del sis-tema cromatográfico. Eficiencia (N), mide la estrechez relativa de los picos mediante el número de platos teóricos con que funciona la columna Retención (k'), mide la fracción de analito presente en la FE y expresa el poder de retención del sistema cromatográfico.

Tiempo de análisis

El problema general de la elución Aparece en mezclas de varios componentes con valores de k´ muy diferentes. La solución general pasa por cambiar las condiciones durante la corrida cromatográfica. Técnicas especiales Programación de temperatura Programación de solvente Programación de caudal Columnas acopladas