CROMATOGRAFA

CROMATOGRAFALa cromatografa es un mtodo fsico de separacin

Retencin selectiva

Separar los componentes de la mezcla

Medir la proporcin de los componentes de la mezcla (finalidad analtica).

Mijal Tsweet1 emple por primera vez en 1906 el trmino "cromatografasignifican respectivamente chroma "color" y graphos "escribir").Equipos de cromatografa de gases aparecieron en el mercado a mediados del siglo XX Y HPLC comenz a desarrollarse en los aos 1960,

Cromatografa plana. La fase estacionaria se sita sobre una placa plana o sobre un papel. Las principales tcnicas son: Cromatografa en papelCromatografa en capa fina

Cromatografa en columna. La fase estacionaria se sita dentro de una columna. Segn el fluido empleado como fase mvil se distinguen: Cromatografa de lquidos Cromatografa de gases Cromatografa de fluidos supercrticos

COMPORTAMIENTO CROMATOGRAFICOVolumen de retencin: volumen de fasePara transportar la banda del soluto desde el punto de inyeccin de la columna hasta el detectorVR = tRFc

=L/tMFlujo linealCoeficiente de distribucin o de repartoK = CS/CMFACTOR DE CAPACIDAD

Parmetro cromatogrfico importanteRelaciona la distribucin de muestraNmero de moles de soluto en fase estacionaria con respecto a la fase mvil

Razn volumtrica de fasesRetencin relativa o factor de selectividad = k2 / k1 = K2 / K1 = VR,2 / VR,1= tR,2/ tR,1La retencin relativa depende de : 1) la naturaleza de las fases estacionaria y mvil, y 2) la temperatura de operacin de la columna. Al escoger un par de fases para los solutos adyacentes ms difciles de separar se debe ser tan selectivo como sea posible.EFICIENCIA DE LA COLUMNA Y RESOLUCIN

Sigue la ley de HenryK y k` son independientes de la concentracin de solutoDespus de 50 o ms repartos la seal toma forma gaussianaNmero efectivo de platos

Parte superior tangente la cual es afectada por coleo o cabeceoEl ancho se mide a la mitad de la Altura del picoEs una forma de evidenciar lo bien construida la columnaASIMETRIA DE BANDASCausa es bien conocido y con frecuencia es posible diagnosticar 1as razones de la asimetra de una banda en una separacin en particular

Las bandas simtricas, se observan normalmente slo con muestras que no exceden un mximo de tamao

Si k es mayor a concentraciones ms bajas de soluto, entonces el ala de baja concentracin del pico eluyente se mueve ms lentamente que el ala de alta concentracin

Conforme una banda inicialmente simtrica se mueva a lo largo de la columna se volver sesgada y, finalmente, desarrollar un frente agudo y una cola larga que da lugar al coleo del pico

La solucin en este caso es disminuir el tamao de la muestra hasta el punto en que el perfil de todas las bandas se vuelva simtrico y los tiempos de retencin constantesRESOLUCINEl grado de separacin o resolucin de dos bandas adyacentes se define como la distancia entre los picos de las bandas (o centros) dividida entre el ancho promedio de las bandas. Si la retencin y el ancho de la banda se miden en unidades de tiempo

Las bandas de soluto se ensanchan gradualmente conforme emigran a travs de la columna cromatogrficaLa resolucin de los solutos individuales en bandas discretas ocurre solamente si las bandas se ensanchan en menos medida que lo que se separan los mximos de los picosLos valores en la lnea base de los anchos de bandas adyacentes son casi constantes, esto es, W2 = W1.Puesto que el ancho de la banda en la lnea base es igual a cuatro desviaciones estndar, para una banda dada la resolucin tambin se puede expresar comoRs = (tR,2 - tR,1)/(4)Si es inadecuada, la resolucin de picos adyacentes puede mejorarse ya sea aumentando la separacin ente los picos o disminuyendo los anchos de los picos individuales. Esto involucra la selectividad de la columna cuando se alejan ms los picos y la eficiencia cuando se intenta disminuir el ancho del pico.Mejorar la selectividad implica alterar la termodinmica del sistema cromatogrfico. Mejorar la cintica del sistema aumenta la eficiencia de la separacin.Una columna puede tener una selectividad adecuada pero mostrar poca eficiencia El cromatograma inferior muestra una eficiencia excelente, pero podra tener una mejor selectividadProbablemente en este caso los valores de k' son muy pequeos.Para una exactitud cuantitativa razonable los mximos de los picos deben estar separados al menos 4Si es as, entonces RS = 1.0, que corresponde aproximadamente a un 3% de sobreposicin (contaminacin cruzada) de las reas de los picosUn valor de RS = 1.5 (para 6) representa esencialmente una resolucin completa, con slo 0.2% de sobreposicin de las reas de los picosestos criterios son vlidos para concentraciones de soluto aproximadamente igualesSe requerir una mayor resolucincuando una banda de un componente mayor es adyacente a una banda de un constituyente menorEn la vida real hay muchos casos en los que la resolucin hasta la lnea base para todos los componentes es inalcanzableLa separacin es satisfactoria cuando la pareja menos resuelta de componentes puede ser determinada cuantitativamente en un grado aceptable.

La resolucin depende de: 1) un factor de la selectividad de la columna que vara con , 2) una velocidad de migracin o factor de capacidad que vara con k' y 3) un factor de eficiencia que depende de L/H (o el nmero de platos tericos)Cada factor puede ser calculado directamente del cromatograma registrado y se puede ajustar en forma ms o menos independienteLos primeros dos factores son por esencia termodinmicos, mientras que el trmino L/H est principalmente asociado a los aspectos cinticos de la cromatografaLos cambios en y k' se logran seleccionando diferentes fases estacionarias y mviles o variando la temperatura y (con menor frecuencia) la presinAdicionalmente, k' puede variarse cambiando las cantidades relativas de las fases mvil y estacionaria dentro de la columnaCuando se optimiza una separacin en particular el trmino de k debe ser considerado en primer lugarEl intervalo ptimo de valores de k' va de 1 hasta 10Por desgracia, en una mezcla compleja con muchos componentes, a menudo slo es posible optimizar las condiciones de separacin para un par de ellosLa nica solucin efectiva de este problema cuando se trabaja con muestras complejas reales es la programacin de kEn cromatografa de gases se puede obtener un valor ptimo de k variando la temperaturaEn cromatografa lquida usualmente se suele variar de manera sistemtica la composicin de la fase mvilSi la resolucin es todava un problema se debe buscar un aumento en o en L/HEl trmino L/H se ajusta para proporcionar la mxima eficiencia compatible con un tiempo de anlisis razonablemente cortoLos valores ms altos de L/H siempre darn una mejor resolucin, siendo los dems factores igualesLa resolucin puede mejorarse aumentando la longitud de la columna, pero slo conforme a la raz cuadrada de la longitud de aqullaLa altura del plato debe disminuirse por medio de las caractersticas cinticas de la operacin de la columna, quiz disminuyendo el flujo de la fase mvil (pero no por debajo de un mnimo)Cualquier accin que aumente la eficiencia de la transferencia de masa de los solutos entre las fases estacionaria y mvil disminuir la altura del plato y por lo tanto mejorar la resolucinCONDICIONES CROMATOGRAFICASExisten varios procesos que tienen lugar en la columna durante una separacin cromatogrfica y que contribuyen a la variancia del pico, 2, o ensanchamiento de la banda

Difusin por remolinosInhomogeneidad en las velocidades de flujo y en la longitud de los caminos alrededor de las partculas del empaque es el primero de los factoresDeben existir caminos de flujo de longitud desigual a travs de cualquier empacado que no sea perfectoAlgunas molculas de soluto de una especie nica pueden ser barridas a travs de la columna cerca de la pared, donde la densidad del empacado es comparativamente baja, en particular en columnas de dimetro pequeoDifusin longitudinalLa difusin longitudinal, o axial -esto es, movimiento molecular aleatorio dentro de la fase mvilLa contribucin de la difusin longitudinal a la altura del plato es significativa slo a velocidades bajas de fase mvilEntonces, las velocidades altas de difusin del soluto en la fase mvil pueden causar que las molculas se dispersen axialmente mientras emigran lentamente a travs de la columna

Transferencia de masa

La resistencia a la transferencia de masa del soluto en la superficie de la fase estacionariaEl movimiento molecular lento dentro de la fase estacionaria significa un mayor tiempo deresidencia en esta fase de una molcula de soluto, mientras que otras molculas avanzan con la fase mvilConforme la fase mvil se mueva ms rpidamente a travs de la columna y ms lenta sea la transferencia de masa, ms ancha ser la banda del soluto que eluye de la columnaSe deben escoger lquidos no viscosos para la fase estacionaria de manera que el coeficiente de difusin no sea indebidamente pequeoEs benfico reducir el espesor de la fase estacionaria, aunque disminuye la capacidad de la columnaOtro trmino que afecta a la anchura de banda es el correspondiente a la resistencia a la transferencia de masa radialmente entre lneas de corriente de fase mvil adyacentesDisminuir el tamao de las partculas de la fase estacionaria siempre es til para reducir la altura del plato

TIEMPO DE ANLISIS Y RESOLUCINEl tiempo de retencin mnimo requerido es aquel cuando k= 2, esto es cuando tR= 3 tM Hay poco aumento en el tiempo de anlisis cuando k est comprendido entre 1 y 10, a condicin de que k no tenga efecto en las dems variablesCon un aumento al doble en la velocidad de la fase mvil esperaremos disminuir el tiempo de anlisis a la mitadSin embargo, esto no es estrictamente cierto porque H aumentar

TiposFase mvilFase estacionariaCromatografa en papelLquidoPapel de celulosa.Cromatografa en capa finaLquidoGel de slice o almina.Cromatografa de gasesGasColumnas capilares de slice fundida, columnas empacadas con tierras diatomeas hechas de tubos de vidrio o metal.Cromatografa lquidaen fase reversaLquido (polar)Empaques de siloxano de octilo o siloxano de octadecilo.Cromatografa lquidaen fase normalLquido(menos polar)Empaques de slice, almina o un soporte al que se unen qumicamente grupos polares (ciano, amino, etc).Cromatografa lquidade intercambio inicoLquido (polar)Resinas de intercambio inico.Cromatografa lquidade exclusinLquidoEmpaques de pequeas partculas de slice o polmeros con red de poros uniforme.Cromatografa lquidade adsorcinLquidoPartculas finamente divididas de slice o de almina.Cromatografa defluidos supercrticosLquidoColumnas abiertas de slice fundida con recubrimientos internos de varios tipos de siloxanos enlazados y de enlaces cruzados.Analito es la sustancia que se va a separar durante la cromatografa.Cromatografa analtica se emplea para determinar la existencia y posiblemente tambin la concentracin de un analito en una muestra.Fase enlazada es una fase estacionaria que se une de forma covalente a las partculas de soporte o a las paredes internas de la columa.Cromatograma es el resultado grfico de la cromatografa. En el caso de separacin ptima, los diferentes picos o manchas del cromatograma se corresponden a los componentes de la mezcla separada

Cromatgrafo es el equipo que permite una separacin sofisticada. Cromatografa es el mtodo fsico de separacin en el cual los componentes que se van a separar se distribuyen entre dos fases.Eluyente es la fase mvil que atraviesa la columna.Serie eluotrpica es una lista de disolventes clasificados segn su poder de dilucin.Fase inmovilizada es una fase estacionariaFase mvil es la fase que se mueve en una direccin definida.Cromatografa preparativa : para purificar

Tiempo de retencin es el tiempo caracterstico que tarda un analito para pasar a travs del sistema.Muestra es la materia que va a ser analizada en la cromatografa.Soluto es cada uno de los componentes de la muestra que va a ser separadoDisolvente es toda sustancia capaz de solubilizar a otra.Fase estacionaria es la sustancia que est fija en una posicin en el procedimiento de la cromatografa.