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Coeficiente de transferencia de masa C S y C M La necesidad de introducir las dos constantes de transferencia de masa C s y C M, se debe a que el equilibrio entre la fase móvil y la fase estacionaria se establece tan lentamente que una columna cromatográfica siempre trabaja en condiciones alejadas del equilibrio. De este modo como lo indican los dos términos en la ecuación, el efecto de la transferencia de masa sobre la altura del plato es directamente proporcional a la velocidad μ del movimiento de la fase móvil.
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El termino de la transferencia de masa C s μ Dónde: k´=factor de retención. d f = grosor de la película que hay sobre las partículas del soporte. D S = coef. De difusión del soluto en la película. Estos factores influyen en la frecuencia promedio con la que las moléculas del analito alcanzan la interfase dónde pueden tener lugar la transferencia a la fase móvil.
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El término de la transferencia de masa en la fase móvil C M u Dónde: k´= factor de retención dp= diámetro de la partícula del relleno D M = coef. de difusión en la fase móvil.
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Resumen de métodos para reducir el ensanchamiento de banda Variables a controlar: Diámetro de las partículas que constituyen el relleno. Diámetro de la columna. Fases móviles gaseosas: Incidencia de la difusión longitudinal disminuyendo la Temperatura y en consecuencia el D M es menor (las alturas del plato son menores a T menores). Fases estacionarias liquidas: el espesor de la capa del liquido absorbido deberia de ser el menor posible, debido a que C S es proporcional al cuadrado de esta variable d f.
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Optimizacion de la eficacia de la columna. Variacion de las condiciones experimentales hasta que los componentes de una mezcla se separan completamente en el menor tiempo posible. Objetivos: Reducir el ensanchamiento de la banda (afectada por el incremento de la altura del plato) Modificar las velocidades relativas de migración de los componentes. (afectada por las variables que afectan a los factores de retención y selectividad de la disolución). OPTIMIZACION DE LA COLUMNA
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Influencia de los factores de retención y selectividad sobre la resolución. Cuando k´ A k´ B =k´ entonces α1 α es el factor de selectividad k´es la medida de k A ´y k B ´
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Efecto de la resolución sobre el tiempo de retención con Donde: (t R ) B es el tiempo necesario para que salga de la columna el pico B cuando la velocidad de la fase móvil es u.
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Variables que afectan a la eficacia de la columna. Al buscar las condiciones óptimas para conseguir una separación adecuada, debe tenerse en cuenta que los parámetros fundamentales α,k´ y N o H se pueden ajustar más o menos independientemente. α y k´ variando T con la composición de la fase móvil. N variando la long de la columna. H alteración del caudal de la fase móvil, el tamaño de la partícula del relleno, la viscosidad de la fase móvil (así D M y D S ) y el espesor de la película del liquido absorbido que constituye la fase estacionaria
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Variación de H Se puede conseguir una importante mejora de la resolución sin repercutir en el tiempo si se puede reducir la altura del plato. La disminución en el tamaño de partícula del relleno conducen a importante mejoras de H. Con fases móviles líquidas, donde B7u normalmente es despreciable, reduciendo la viscosidad del disolvente se pueden conseguir menores alturas de plato, al aumentar así los coeficientes de difusión en la fase móvil
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Variación del factor de retención Los incrementos de k B ´ generalmente aumentan la resolución (pero a expensas del tiempo de elución). Para determinar el intervalo óptimo de los valores de k B ´. donde Q y Q´ contienen el resto de los términos de las dos ecuaciones.
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Los valores de k B ´ mayores de 10 tienen que evitarse debido a que proporcionan poco aumento en la resolución, y un marcado incremento del tiempo necesario para las separaciones. El valor óptimo de k B ´ teniendo en cuenta tanto la resolución como el tiempo de elucion, se encuentra en el intervalo de 1 a 5. La forma mas fácil de mejorar la resolución es optimizando k´. Fases móviles gaseosasFases móviles gaseosas.- aumentando la temperatura. Fases móviles liquidasFases móviles liquidas.- cambio en la composición del disolvente.
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Variación del factor de selectividad En orden decreciente de conveniencia, determinada por sus expectativas y comodidad: Cambiar la composición de la fase móvil, incluyendo los cambios de pH. Cambiar la Temperatura de la columna. Cambiar la naturaleza de la fase estacionaria. Utilizar efectos químicos especiales.
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El problema general de la elución
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Una solución frecuente para este problema es cambiar las condiciones que determinan los valores de k´ mientras tiene lugar la separación. Estos cambios se pueden realizar por etapas o de forma continua. cromatografía de líquidosEn cromatografía de líquidos, las variaciones de k´ se obtiene por variaciones en la composición de la fase móvil durante la elución (elución con gradiente o programación del disolvente) cromatografía de gasesEn cromatografía de gases, el incremento de la temperatura (programación de la temperatura) permite conseguir las condiciones optimas para las separaciones.
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Resumen de las Ecuaciones de interés en Cromatografía
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Aplicación de la Cromatografía Análisis cualitativoAnálisis cualitativo Es una herramienta que se utiliza ampliamente para reconocer la presencia o ausencia de componentes en mezclas que contengan un número limitado de posibles especies de las que se conozca si identidad. La cromatografía es con frecuencia una etapa vital en los análisis espectroscopios cualitativos. Los cromatogramas proporcionan a menudo la evidencia segura de la ausencia de ciertos compuestos.
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Análisis cuantitativoAnálisis cuantitativo Análisis basados en la altura del pico. Análisis basados en las áreas de los picos. Calibración y patrones. El método del patrón interno. El método de la normalización de las áreas.
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