Métodos Ópticos, Electroquímicos y Cromatográficos “Historia y Evolución de las columnas Capilares y su impacto en la Cromatografía de Gases” Integrantes: Albertos Pérez Mauricio Chac Chan Ana Pérez Muñoz Sharon Que López Fernando Ramos Varguez Alejandra Hernández Gamboa Emily

Cromatografía de gases Para la aplicación de la técnica cromatografía se requiere una cuidadosa selección de la columna cromatografía a emplear. Su rapidez y buena resolución se han aplicado al análisis de mezclas complejas de hidrocarburos, pesticidas en el suelo, drogas en sangre, solventes de uso industrial. En cromatografía de gases: La fase estacionaria es un liquido no volátil, pero también puede ser un solido. Analito: gas o líquido volátil.

En Cromatografía de gases la FE puede ser Fase estacionaria En Cromatografía de gases la FE puede ser Un sólido adsorbente Un líquido retenido en un soporte líquido (columna empaquetada) o impregnando las paredes de una columna capilar (columna abierta) Columna capilar Son utilizadas fases inmovilizadas, también denominadas enlazadas o no extraíbles.

Clasificación Columnas Cromatográficas Empaquetadas o de Relleno Tubulares Abiertas o Capilares

Columnas Cromatográficas Empaquetadas Columnas Empaquetadas o de Relleno Consisten en un tubo de un diámetro que varía entre 2 y 5mm y con una longitud que oscila entre 1 y 15m. Se enrollan para que puedan colocarse en el equipo. En el interior del tubo, se encuentra la fase estacionaria en forma de un líquido soportado sobre un material adecuado finamente pulverizado El diámetro de las partículas del relleno debe ser, mínimo 10 veces inferior al diámetro del tubo El relleno, se encuentra en el interior del tubo por medio de tapones de algún material poroso situado en los extremos La longitud y la eficacia de este tipo de columnas, se encuentra limitada debido a la caída de presión del gas portador entre cabeza y salida de la columna.

Columna Capilar Columna Tubular abierta o Capilar Está formada por un tubo de un diámetro entre 0.2 y 0.8mm. En la pared interna se encuentra la fase estacionaria. Según sea la forma en que se dispone la fase estacionaria sobre la pared del tubo, se distinguen dos tipos de columnas.

Columnas tubulares abiertas o capilares Columnas WCOT (Wall Coated Open Tubular) Columnas PLOT (Porous Layer Open Tubular)

WCOT De uso más frecuente. La fase estacionaria se encuentra formando una película líquida sobre las paredes del tubo PLOT La pared interna del tubo está recubierta por una capa de un soporte adsorbente Si a su vez, el soporte contiene una fase estacionaria Líquida, se denominan Columnas SCOT (Support Coated Open Tubular)

Evolución de las columnas capilares con el tiempo Columnas de metal Columnas de tubería plástica Columnas capilares de vidrio Columnas de sílice fundido Columnas de fases estacionarias inmovilizadas

Fase estacionaria Separaciones Muestra Fase estacionaria Fase móvil inerte

Propiedades que debería cumplir una fase estacionaria Rango de temperatura amplio (idealmente entre -60 y 400ª C) Presiòn de vapor baja Térmicamente estable Baja viscosidad Mojar bien el soporte Adherencia Selectiva

A nivel molecular, la retención de un soluto por parte de la fase estacionaria puede ser debido a cualquier tipo de fuerzas intermoleculares: Fuerzas de dispersión (Fuerzas de London) Fuerzas de inducción (Fuerzas de Bebye) Fuerzas de orientación (Fuerzas de Keesom) Fuerzas donador-aceptador. Compuestos no polares Fuerzas de dispersión (Fuerzas de London) Fuerzas donador-aceptador Compuestos Polares Fuerzas de inducción (Fuerzas de Bebye) Fuerzas de orientación (Fuerzas de Keesom)

Fases estacionarias comúnmente utilizadas Hidrocarburos: Las únicas fuerzas de interacción de estas fases son las de dispersión. Por lo que, compuestos cromatografiados eluirán en orden de volatilidad) o si son compuestos muy polares, en orden inverso a su hidrofobicidad. Polisiloxanos: También llamados siliconas, son las fases más utilizadas por su elevada estabilidad térmica y a la posibilidad de modificar químicamente su estructura de base para obtener fases con diferentes polaridades y selectividades. Su estructura base es: Donde R puede corresponder a grupos metilo, vinilo, cianoetilo, entre otros importantes.

Polifeniléteres: Son fases estacionarias moderadamente polares, químicamente bien caracterizadas y de utilidad para realizar muchas separaciones. Su volatilidad es extraordinariamente baja dado su pequeño peso molecular. Su estructura base es: Poliésteres: Son fases moderadamente polares. Las columnas que las incluyen presentan el problema de estaca estabilidad ya que estos grupos son fácilmente hidrolizables y son muy sensibles a la oxidación, por lo que su uso ha disminuido bastante. Su estructura base es:

Polietilenglicoles: Son fases estacionarias muy útiles para la separación de compuestos polares y con posibilidades de formación de enlaces hidrógeno. Este tipo de fases se preparan por polimerización del óxido de etileno, lo que da lugar a la estructura: Los polímeros así formados se separan en fracciones de diferente peso molecular promedio, lo que da lugar a todo el rango de fases estacionarias de este tipo. El factor fundamental en este tipo de fases es la concentración de grupos hidroxilo, y en mucho menos grado, el peso molecular promedio de la fase. Fase estacionaria ligada: El factor de la temperatura influye en las fases estacionarias de baja viscosidad, en la tendencia a ser arrastradas por a corriente del gas portador a medida que la viscosidad de la fase va disminuyendo por efecto de la temperatura. Para evitar este problema, se suele inmovilizar químicamente la fase estacionaria.

Fases estacionarias inmovilizadas La fases inmovilizadas (FI) deben formar películas física y térmicamente estables. Resistentes al paso de la fase móvil y a altas temperaturas. Método más utilizado para conseguir FI: entrecruzamiento por radicales libres de las cadenas de polímeros (siliconas), usando peróxidos, azocompuestos o radiación gamma como generadores de dichos radicales, de forma que se insolubilizan los polisiloxanos. Evita preparar columnas térmicamente estables con fases de media o baja viscosidad, la cual disminuye aun más al aumentar la temperatura, aumentando su movilidad y rompiéndose la película estacionaria, dando lugar a la formación de pequeñas gotitas.

Utilidades y atributos de las Columnas Capilares La permeabilidad de las columnas tubulares hacia los gases es mayor que las de las columnas empaquetadas El uso de este tipo de columnas es debido a que la elevada eficacia que ofrece permite la separación de mezclas muy complejas con relativa facilidad La eficacia, permite conseguir buenas resoluciones sin recurrir a fases estacionarias de gran selectividad Su principal inconveniente es su pequeña capacidad de carga, obliga a utilizar sistemas de inyección especiales y detectores de alta sensibilidad

Elección de la Columna 1.- Búsqueda de metodologías existentes 2.- Utilización de Columnas capilares 3.- Utilización de columnas empaquetadas 4.- Utilización de Fases mixtas

Conclusión En los últimos años se han desarrollado métodos cromatográficos con el fin de… RESOLUCIÓN /ALTO RENDIMIENTO. TIEMPO REDUCCIÓN DE COSTOS DE SEPARACIONES QUIRALES.

Columnas capilares sobre columnas de empaquetamiento. VENTAJAS Columnas capilares sobre columnas de empaquetamiento. Mayor resolución Mayor número de platos teóricos por metro de columna Menor resistencia al flujo de gas por lo que pueden ser más largas que las empaquetadas LIMITACIONES Pequeños diámetros de columna que implican el uso de inyectores especiales Uso de flujos auxiliares y reguladores de presión Aceptan una menor cantidad de muestra

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