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GUIÓN DE PRÁCTICAS QUÍMICA ANALÍTICA 2º de Grado en Ingeniería Química Mercedes Pina Menéndez
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GUIÓN DE
PRÁCTICAS QUÍMICA ANALÍTICA
2º de Grado en Ingeniería Química
Mercedes Pina Menéndez
ÍNDICE
-DETERMINACIÓN DE HIERRO EN VINOS MEDIANTE ESPECTROSCOPÍA DE
ABSORCIÓN ATOMICA CON LLAMA
1. INTRODUCCIÓN
2. FUNDAMENTO
3. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
4. CÁLCULOS
5. PROCEDIMIENTO
6. TRATAMIENTO DE DATOS
7. APLICACIONES
8. CUESTIONARIO
-DETERMINACIÓN FLUORIMÉTRICA DE QUININA EN UN AGUA TÓNICA
1. INTRODUCCIÓN
2. FUNDAMENTO
3. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
4. CÁLCULOS
5. PROCEDIMIENTO
6. TRATAMIENTO DE DATOS
7. APLICACIONES
8. CUESTIONARIO
-DETERMINACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE COMPUESTOS VOLÁTILES DEL
AROMA MEDIANTE CROMATOGRAFÍA DE GASES
1. INTRODUCCIÓN
2. FUNDAMENTO
3. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
4. CÁLCULOS
5. PROCEDIMIENTO
6. TRATAMIENTO DE DATOS
7. APLICACIONES
8. CUESTIONARIO
-DETERMINACIÓN DE HIERRO (II) EN COMPRIMIDOS MEDIANTE ANÁLISIS
POR INYECCIÓN EN FLUJO
1. INTRODUCCIÓN
2. FUNDAMENTO
3. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
4. CÁLCULOS
5. PROCEDIMIENTO
6. TRATAMIENTO DE DATOSS
7. APLICACIONES
8. CUESTIONARIO
-DETERMINACIÓN DE HIERRO (II) EN UN PREPARADO FARMACÉUTICO
MEDIANTE VALORACIÓN CON KMnO4
1. INTRODUCCIÓN Y FUNDAMENTO
2. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
3. PROCEDIMIENTO
4. TRATAMIENTO DE DATOS
- IDENTIFICACIÓN Y DETERMINACIÓN DE CAFEÍNA EN DIFERENTES
MUESTRAS (CAFÉ, TÉ Y BEBIDAS DE COLA
1. INTRODUCCIÓN
2. FUNDAMENTO
3. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
4. CÁLCULOS
5. PROCEDIMIENTO
6. TRATAMIENTO DE DATOS
7. APLICACIONES
8. CUESTIONARIO
DETERMINACIÓN DE HIERRO EN VINOS MEDIANTE
ESPECTROMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA CON LLAMA.
1. INTRODUCCIÓN
Diversos alimentos y bebidas, cuentan con la presencia en su composición de
diversos metales, que proceden de los suelos en los que se cultivan, ya que a ellos
llegan lodos residuales, fertilizantes químicos utilizados en la agricultura, etc… El hierro
es uno de esos metales, y es necesario conocer su contenido en los alimentos para
determinar si es posible su comercialización o no.
Esta práctica se basa en la determinación de ese hierro en vinos de mesa, un
estudio que se va a realizar mediante una técnica conocida como “espectroscopía de
absorción atómica con llama”.
2. FUNDAMENTO DE LA TÉCNICA
¿En qué consiste la espectroscopía de absorción atómica? La espectroscopía
consiste en la medición e interpretación de la radiación electromagnética absorbida,
dispersada o emitida por átomos, moléculas u otras especies químicas. Estos
fenómenos están asociados con cambios en los estados de energía de las diferentes
especies. Por consiguiente, dado que cada especie posee estados energéticos
característicos, la espectroscopía puede utilizarse para identificarlas y cuantificarlas.
En absorción atómica, los átomos absorben parte de la radiación procedente de
una fuente, y el resto de radiación llega al detector. La emisión atómica procede de
átomos que se encuentran en estado excitado por la gran energía térmica de la llama.
Para poder ser examinada, la muestra ha de ser atomizada para encontrarse en
su forma elemental, mediante radiofrecuencia, un horno calentado eléctricamente,
llama o plasma.
3. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
Para llevar a cabo la práctica, el material necesario será el siguiente:
- 2 vasos de precipitados de 250 ml
- 1 matraz aforado de 100 ml
- 1 matraz aforado de 50 ml
- 6 matraces aforados de 25 ml
- 15 tubos de ensayo grandes
- Pipetas de 2, 5 y 10 ml
- 1 gradilla y 1 varilla
Y los reactivos necesarios serán los siguientes:
- Disolución patrón de Fe: 1000 g/ml en HNO3 al 2%
- Disoluciones patrón de Fe de:
o 100 g/ml, preparar 100 ml por dilución, a partir de 1000 g/ml.
Enrasar con HNO3 al 2%
o 10 g/ml, preparar 50 ml por dilución, a partir de la de 100
g/ml. Enrasar con HNO3 al 2%
- HNO3 concentrado
- HNO3 al 2%
4. CÁLCULOS:
-Partimos de una disolución patrón de Fe de 1000 g/ml y preparamos 100 ml
de una de 100 g/ml:
-Partimos de una disolución patrón de Fe de 100 g/ml y preparamos 50 ml de
una de 10g/ml:
-Partimos de una disolución de Fe de 10 g/ml y preparamos patrones de 0.5,
1, 2.5, 3.5 y 5 g/ml en matraces de 25 ml:
5. PROCEDIMIENTO
Ayudándose de una pipeta y un pipeteador, se cogen 10 ml del patrón de Fe de
1000 g/ml, se introducen en un matraz de 100 ml y se enrasa con HNO3. Una vez que
se tiene esta disolución, se cogen 5 ml de ella, se introducen en un matraz de 50 ml y
se enrasa de nuevo con HNO3.
Cuando esta nueva disolución está preparada, a partir de ella, se preparan los
patrones. Para ello, se cogen los volúmenes correspondientes a cada patrón
(calculados en el anterior apartado), se introducen en matraces de 25 ml a cada uno, y
se enrasa con HNO3. Además de los patrones que se preparan con cada volumen, hay
que preparar un blanco, es decir, rellenar un matraz de 25 ml solamente con HNO3.
Una vez que hecho esto, hay que repetir este proceso, pero añadiendo a cada
nuevo patrón, 10 ml de una muestra de vino de mesa.
Cuando todas estas disoluciones están preparadas, se traspasan a tubos de ensayo,
para hacer más fácil su medida en el espectrómetro.
Para llevar a cabo la medida, se coge el portatubos, y empezando por los patrones
sin vino, se irán realizando las medidas, introduciendo el cable que sale del aparato
espectrómetro en cada disolución, y esperando a leer en la pantalla la medida de
absorbancia que proporciona dicho aparato.
6. RESULTADOS OBTENIDOS:
[Fe] (solo) Absorbancia
0 0
0,5 0,019
1 0,043
2,5 0,091
3,5 0,128
5 0,182
[Fe] (con vino) Absorbancia
0 0,027
0,5 0,046
1 0,127
2,5 0,267
3,5 0,356
5 0,519
y = 0,0996x + 0,0162 R² = 0,996
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 1 2 3 4 5 6
[Fe]
MEDIDA SIN VINO
Ab
sorb
anci
a
Las gráficas representan la concentración de Fe frente a la medida de
absorbancia obtenida, y los altos valores que presenta la R2 en cada gráfico, indican
que la regresión lineal realizada sobre las medidas obtenidas en el laboratorio, es lo
suficientemente exacta como para dar por válido el experimento.
Los posibles errores cometidos, surgen desde el comienzo de la práctica, en las
distintas medidas tomadas para realizar cada uno de los patrones. A su vez, el aparato
tiene también su margen de error, por lo que las medidas realizadas no se
corresponden de forma completamente exacta con la realidad, de echo, durante la
realización del experimento se observaron diversas anomalías a la hora de llevar a
cabo las medidas en el aparato, que provocaron tener que repetir alguna de las
medidas.
7. APLICACIONES
Una aplicación importante, es como acabamos de observar la detección de
metales a nivel traza, metales que se comportan como catalizadores (Pb, Cd, As) y que
a concentraciones bajas ya son contaminantes
Sin embargo, los análisis que se ofrecen incluyen prácticamente todos los
elementos de la tabla periódica en una amplia variedad de muestras líquidas y
sólidas, lo que resulta muy beneficioso a la hora de realizar medidas en el
laboratorio.
y = 0,0996x + 0,0162 R² = 0,996
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 1 2 3 4 5 6
[Fe]
MEDIDA CON VINO
8. CUESTIONARIO:
a. ¿Cuál es el fundamento de la técnica?
La espectroscopía consiste en la medición e interpretación de la radiación
electromagnética absorbida, dispersada o emitida por átomos, moléculas u otras
especies químicas. Estos fenómenos están asociados con cambios en los estados de
energía de las diferentes especies. Por consiguiente, dado que cada especie posee
estados energéticos característicos, la espectroscopía puede utilizarse para
identificarlas y cuantificarlas.
En absorción atómica, los átomos absorben parte de la radiación procedente de
una fuente, y el resto de radiación llega al detector. La emisión atómica procede de
átomos que se encuentran en estado excitado por la gran energía térmica de la llama.
Para poder ser examinada, la muestra ha de ser atomizada para encontrarse en su
forma elemental, mediante radiofrecuencia, un horno calentado eléctricamente, llama
o plasma. En el laboratorio se ha empleado el método de espectroscopía de absorción
atómica con llama.
b. Dibujar un esquema con los componentes principales del instrumento de
espectroscopía de absorción atómica (AAS) utilizado.
c. ¿Qué fuente de excitación se ha utilizado? ¿Qué fuente de excitación se
utilizaría en el caso de espectroscopía de emisión atómica (AES)?
En el método utilizado en el laboratorio la fuente está apagada y es el atomizador
(la llama) quien excita a los átomos.
d. Explicar el tipo de sistema de atomización que se ha utilizado. Comente otra
posible alternativa de atomización
La atomización consiste fundamentalmente en dividir cada cm3 de combustible
líquido en alrededor de 7 millones de gotitas del tamaño mínimo posible (Ley de
Stockes).
En el laboratorio se ha utilizado un sistema de atomización mediante llama, donde
se puede utilizar propano o butano como gas de combustión. El aerosol formado por el
flujo del gas oxidante, se mezcla con el combustible y se pasa a través de una serie de
deflectores que eliminan las gotitas que no sean muy finas. Como consecuencia de la
acción de estas, la mayor parte de la muestra se recoge en el fondo de una cámara y se
drena hacia un contenedor de desechos. El aerosol, el oxidante y el combustible se
queman en un mechero provisto de una ranura de 1 mm o 2 de ancho por 5 ó 10 mm
de longitud. Estos mecheros proporcionan una llama relativamente estable y larga,
estas propiedades aumentan la sensibilidad y la reproducibilidad.
e. ¿Qué tipo de calibración se va a utilizar? ¿Por qué? Explique cómo se lleva a
cabo.
Como todas las técnicas instrumentales, la espectrometría de absorción atómica
con llama es una técnica relativa, y por lo tanto, es necesario establecer
experimentalmente una curva que relacione la señal analítica obtenida con la
concentración del elemento analito en las soluciones a analizar. En el caso más directo,
la concentración de una solución incógnita se obtiene por interpolación gráfica a partir
de una curva de señal obtenida con varios patrones adecuadamente espaciados, que
cubren el ámbito de concentraciones requerido.
La calibración que se realiza en esta práctica se basa en una gráfica en la que se
representan la concentración de Fe presente en los patrones realizados (0.5. 1, 2.5,
3.5, 5 g/ml) frente a la medida de absorbancia obtenida en el ordenador.
DETERMINACIÓN FLUORIMÉTRICA DE QUININA EN UN AGUA
TÓNICA
1. INTRODUCCIÓN
La quinina o chinchona, es un alcaloide natural, blanco y cristalino, con propiedades analgésicas entre otras, y presenta un sabor muy amargo. La quinina era
el principal compuesto empleado en el tratamiento de la malaria hasta que fue sustituido por otros medicamentos más eficaces. Durante cientos de años
la Quinina se obtenía de la corteza del árbol de la quina originario del Perú, y se ha utilizado para combatir enfermedades como la malaria y dolores musculares.
En gastronomía, la quinina se usa como potenciador del sabor en el agua tónica, confiriéndole su característico sabor amargo. Debido a los efectos secundarios
de altas dosis de quinina, su concentración se ha limitado por la FDA estadounidense a un máximo de 83 ppm. Este valor es aproximadamente un cuarto del empleado
terapéuticamente y se ha visto que a estas dosis no tiene ningún efecto perjudicial para la salud, más bien lo contrario. La tónica, aparte de aportar energía, cuenta con
ciertas propiedades que ayudan a realizar una buena digestión.
Esta práctica se basa en determinar la concentración de quinina presente en
una muestra de agua tónica, utilizando sus propiedades fluorescentes.
2. FUNDAMENTO
La fluorescencia consiste en la absorción de radiación electromagnética por parte de las moléculas, que pasan a estado excitado, para posteriormente emitir parte
de esa energía también en forma de radiación electromagnética (fluorescencia), que es emitida en todas direcciones. La intensidad de radiación emitida es proporcional a la
concentración de fluorógeno en la muestra.
Un compuesto fluorógeno es el sulfato de quinina, que está presente en el agua
de tónica. Para poder captar esa radiación, es necesario saber la frecuencia de radiación, que en este caso será de 450 nm.
Este método presenta una eficacia elevada, y se utiliza por ello como patrón de
fluorescencia.
En el siguiente vídeo se puede observar el fuerte carácter fluorescente que
presenta la quinina.
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=spXKkYcQzQM
3. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
El material necesario será el siguiente:
- Fluorescímetro
- Cubetas
- 1 matraz aforado de 25 ml
- 6 matraces aforados de 50 ml
- 2 matraces aforados de 100 ml
- 1 pipeta de 10 ml
- 1 pipeta de 1 ml
- 2 vasos de precipitados de 250 ml
- 1 embudo pequeño
- 1 vidrio de reloj
- 1 espátula
- 1 varilla
Los reactivos necesarios son:
- H2So4 0.05 M
- Disolución madre de quinina de 1000 g/ml
- Disolución de trabajo de quinina de 100 g/ml
4. CÁLCULOS
- Partimos de la disolución madre de 1000 g/ml y queremos obtener 100
ml de una 100 g/ml:
- Partimos de la disolución de 100 g/ml y preparamos los patrones de
0.5, 1, 2, 3, 4 y 5 g/ml en matraces de 50 ml:
5. PROCEDIMIENTO
Primero, se prepara la disolución madre de quinina, para ello, se cogen 25 mg
de quinina y se disuelven en 10 ml de H2SO4 0.05 M en un vaso de precipitados. Una
vez que está disuelto, se pasa a un matraz de 25 ml y se enrasa con H2SO4 0.05 M.
Haciendo uso de la pipeta, se coge un volumen de 10 ml de la disolución madre
de quinina de 1000 g/ml, se introduce en un matraz de 100 ml y se enrasa con H2SO4.
Una vez que esta disolución está preparada, se van cogiendo, ayudándose de la
pipeta, los volúmenes necesarios para preparar los patrones en matraces de 50 ml, y
una vez hecho esto, se enrasa con H2SO4.
Además de los patrones, se prepara un blanco, un matraz de 50 ml lleno de
H2SO4 0.05 M.
Una vez que se tienen todos los patrones preparados, se prepara el
fluorómetro.
6. TRATAMIENTO DE LOS RESULTADOS Y CUESTIONES
a. Obtener la curva de calibrado
[quinina] fluorescencia
5 531
4 441
3 331
2 194
1 77
0,5 59
0 0
muestra 293
y = 109,45x - 9,0614 R² = 0,9945
-100
0
100
200
300
400
500
600
0 1 2 3 4 5 6
Fluorescencia
[Quinina]
Inte
nsi
dad
de
flu
ore
scen
cia
b. Calcular la concentración de quinina en la muestra de agua
tónica
Haciendo uso de la ecuación de la recta de regresión obtenida, se calcula la
concentración de quinina en la muestra de agua tónica que se ha estudiado.
Donde “y” representa la intensidad de fluorescencia y “x” la concentración de
quinina:
c. ¿Por qué se colocan dos filtros (o dos monocromadores) en el
instrumento?
Para evitar que la detección fluorimétrica se vea alterada por la luz exterior
que pueda haber en el laboratorio, bien procedente de la ventana o de los flexos que
puedan estar utilizándose. Una anécdota típica en la realización de esta práctica es
observar como la detección de fluorescencia varía si el filtro se tapa con la mano o si se
deja que la luz del sol incida sobre el.
d. ¿Por qué tienen que colocarse en ángulo recto?
La fluorescencia se propaga desde la muestra en todas direcciones, pero lo más
conveniente es observar la que forma un ángulo recto con el haz de excitación, ya que
a otros ángulos, la dispersión producida en la disolución y en las paredes de las
cuubetas aumenta y se pueden cometer grandes errores a la hora de medir la
intensidad.
[quinina] fluorescencia
5 531
4 441
3 331
2 194
1 77
0,5 59
0 0
muestra 293
e. Mediante un diagrama de niveles de energía, explica por qué la
longitud de onda de fluorescencia es mayor que la longitud de
onda de absorción.
Con el paso del tiempo los electrones vuelven a su estado fundamental emitiendo radiación de ciertas longitudes de onda en todas las direcciones. La radiación absorbida es reemitida sin ningún cambio de frecuencia.
Parte de la energía de fluorescencia se pierde como energía no radiante por fenómenos como la conversión interna, que implica la colisión entre las moléculas de analito y de disolvente, de ahí que la energía de absorción o excitación sea menor. Por tanto, la longitud de onda de emisión de fluorescencia es mayor que la de absorción.
f. El hecho de que existan pocas especies químicas que presentan
fluorescencia supone una ventaja y un inconveniente. ¿Cuáles
son?
Supone una ventaja, ya que este método permite identificar fácilmente este tipo
de substancias presentes en determinados compuestos, sin embargo, si existieran un
gran número de substancias con esta propiedad, sería mas complicado y conllevaría la
utilización de otros métodos.
7. APLICACIONES
El fenómeno de la fluorescencia tiene numerosas aplicaciones, tanto de la vida cotidiana, como son la iluminación de casas y oficinas, o la diferenciación de billetes falsos de verdaderos (puesto que únicamente los verdaderos tienen una impresión con tinta fluorescente, solo visible bajo una luz especial); como en el mundo científico, como son diversas técnicas de laboratorio utilizadas para detectar antígenos y anticuerpos o técnicas de oftalmología para detectar lesiones en la córnea.
8. CUESTIONARIO
a. ¿Cuál es el fundamento de la técnica?
La fluorescencia consiste en la absorción de radiación electromagnética por parte
de las moléculas, que pasan a estado excitado, para posteriormente emitir parte de
esa energía también en forma de radiación electromagnética (fluorescencia), que es
emitida en todas direcciones. La intensidad de radiación emitida es proporcional a la
concentración de fluorógeno en la muestra.
Un compuesto fluorógeno es el sulfato de quinina. Este compuesto se encuentra en el
agua de tónica y en esta práctica se propone su determinación. Para poder captar esa
radiación, es necesario saber la frecuencia de radiación, que en este caso será de 450
nm.
Este método presenta una eficacia elevada, y se utiliza por ello como patrón de
fluorescencia.
b. Dibujar un esquema con los componentes principales del
espectrofluorímetro utilizado en la medida de fluorescencia.
c. ¿Por qué se mide la radiación de fluorescencia con una disposición
en ángulo recto respecto a la radiación de excitación?
La fluorescencia se propaga desde la muestra en todas direcciones, pero lo más
conveniente es observar la que forma un ángulo recto con el haz de excitación, ya que
a otros ángulos, la dispersión producida en la disolución y en las paredes de las
cuubetas aumenta y se pueden cometer grandes errores a la hora de medir la
intensidad.
d. Explicar el fenómeno conocido como desplazamiento de Stokes.
Cuando un sistema, ya sea una molécula o un átomo, absorbe un fotón, ganan
energía, se excitan, y suben de nivel; y una manera de que el sistema se relaje es
soltando un fotón, es decir, perdiendo energía. Cuando el fotón emitido, tiene menos
energía que el fotón absorbido, esta diferencia de energía, se conoce como el
desplazamiento de Stokes. Es decir, el desplazamiento de Stokes nos da la diferencia
de energía que existe entre las absorciones y emisiones entre dos mismos niveles.
e. Comentar algunos factores que influyen en la medida de
fluorescencia, potenciándola o produciendo una disminución de la
misma.
A diferencia de la espectrometría visible o la ultravioleta, los espectros
independientes no son fáciles de alcanzar, y, de hecho, son varios los factores que
influyen y distorsionan los espectros, siendo necesario, realizar diversas correcciones
para lograr el “espectro verdadero”.
- Existen distorsiones provocadas por el instrumento, debido a que la
longitud de onda y la intensidad de la fuente de luz varían con el tiempo
y no permanecen constantes durante todo el experimento. Para corregir
esto, se puede aplicar un haz separador después del monocromador de
excitación para dirigir una porción de luz a un detector de referencia que
tenga en cuenta estas variaciones. Además, hay que tener en cuenta que
el rendimiento de transmisión de los monocromadores y de los filtros
varía con el tiempo.
- Existen distorsiones provocadas por la propia muestra, por tanto hay
aspectos de ésta que deben de tenerse en cuenta.
La fotodescomposición que puede disminuir la intensidad
de fluorescencia
La dispersión de la emisión
Los efectos del filtro interior, (que cambian el espectro y
la intensidad de la luz emitida), como la reabsorción, que
se produce cuando otra molécula absorbe las longitudes
de onda en las que se emite radiación; o el hecho de que
la intensidad de excitación de luz no sea constante a lo
largo de la solución.
DETERMINACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE COMPUESTOS VOLÁTILES DEL AROMA MEDIANTE CROMATOGRAFÍA DE
GASES
1. INTRODUCCIÓN
Los alimentos, además de ser nutricionalmente adecuados y seguros, han de
resultar apetecibles desde el punto de vista sensorial. Para conseguirlo, han de tener
una textura concreta, un olor característico, un sabor agradable y un aroma que invite
a degustarlos. Gran parte de estos atributos los aportan los aditivos alimentarios, entre
ellos los aromas artificiales. El aroma de un alimento puede venir dado de dos formas
distintas: de forma natural o artificial.
El aroma se relaciona con las sustancias volátiles presentes en los alimentos. Los
compuestos volátiles suelen aparecer como productos secundarios de reacciones,
como la reacción de caramelización de los azúcares. Sin embargo, existe un amplio
abanico de reacciones que originan compuestos aromáticos. Algunos ejemplos de
estas sustancias son los aldehídos, cetonas, furanos, pirroles, tiroles, ésteres o
terpenos, entre muchos otros.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que los compuestos volátiles pueden ser perjudiciales para la salud humana, y pueden provocar irritación de ojos, garganta, nariz, náuseas, dolores de cabeza, vómitos, hinchazón, mareos, manchas en la piel…y con exposiciones a largo plazo, pueden provocar degeneración del sistema nervioso.
Como conclusión, el aroma de un producto alimentario está constituido por un gran número de compuestos volátiles, pero solamente unos pocos tienen relevancia desde el punto de vista sensorial. Esta práctica se centra en la cuantificación mediante una técnica conocida como cromatografía de gases, de 3 aldehídos que están presentes y forman parte del aroma característico de los productos en salazón.
2. FUNDAMENTO
La cromatografía es una técnica de separación de los componentes de una mezcla
haciéndolos pasar a través de una fase estacionaria mediante el flujo de una fase
móvil.
La cromatografía de gases es una técnica cromatográfica en la que la muestra se
volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatográfica. La elución se
produce por el flujo de una fase móvil (que en este caso es un gas inerte). A diferencia
de los otros tipos de cromatografía, la fase móvil no interactúa con las moléculas
del analito, y su única función es la de transportar el analito a través de la columna.
Existen dos tipos de cromatografía de gases, la cromatografía gas-sólido y la gas-líquido, ésta última utiliza como fase estacionaria moléculas de líquido inmovilizadas sobre la superficie de un sólido inerte.
3. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
El material que se va a necesitar es el siguiente:
- Matraces de 10 ml
- Pipetas
- Vaso de precipitados
- Varilla
- Pipeteador
- Jeringuilla para inyectar
Los reactivos que se van a necesitar son:
- (z)-4-heptenal (de 1000 g/ml y de 250 g/ml)
- (E,E)-2,4-heptadienal (de 1000 g/ml y de 250 g/ml)
- (E,Z)-2,6-nonadienal (de 1000 g/ml y de 250 g/ml)
- Patrón interno (Undecano) (de 1000 g/ml y de 250 g/ml)
- Metanol
4. CÁLCULOS
Preparamos 3 niveles, con una muestra de cada patrón en cada nivel, representamos los cálculos para cada nivel:
- Nivel 1: para cada reactivo, tenemos que coger para cada matraz:
- Nivel 2: para cada reactivo, tenemos que coger para cada matraz:
- Nivel 3: para cada reactivo, tenemos que coger para cada matraz:
5. PROCEDIMIENTO
Ayudándose de una pipeta y de un pipeteador, se coge de cada muestra el volumen correspondiente al primer nivel 0,4 ml y se introduce en un matraz de 10 ml, enrasando con metanol. Se repite el mismo procedimiento para preparar los patrones para cada nivel.
Además, se prepara un patrón interno, Undecano, para cada nivel.
Una vez preparado todo esto, y haciendo uso de la jeringuilla, se introducen 2 l del extracto de cada muestra, en cada nivel en el cromatógrafo de gases para calcular la concentración de los analitos encontrados.
6. TRATAMIENTO DE LOS RESULTADOS Y CUESTIONES
a. Heptenal
y = 0,013x + 0,1807 R² = 0,9322
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 5 10 15 20 25 30 35
Heptenal
b. Heptadienal
c. Nonadienal
y = 0,0119x + 0,016 R² = 0,9848
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 5 10 15 20 25 30 35
Heptadienal
y = 0,0211x - 0,05 R² = 0,986
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 5 10 15 20 25 30 35
Nonadienal
d. Cuestiones
- Calcule el número de platos teóricos y la altura equivalente a
un plato teórico de la columna utilizada (referido al primer
compuesto que eluye). ¿Qué se pretende evaluar mediante
estas medidas?
- Calcule la resolución de los dos componentes que eluyen
primero
- ¿Es adecuada la fase estacionaria de esta columna para la
separación de los aldehídos? ¿Qué columna utilizaría para la
separación de una mezcla de alcoholes y ácidos orgánicos?
Consulte algún catálogo para responder.
Sí, porque es la que se ha utilizado en el laboratorio para la realización de esta
práctica.
Se podría utilizar una columna HP-5 o una ULTRA-2 con 5% de difenil y 95% de
dimetil-polisiloxano. Es una columna apolar y sus aplicaciones son para ésteres
metílicos de ácidos grasos, alcaloides y componentes halogenados
7. APLICACIONES
La cromatografía de gases constituye el mejor método analítico ideado para la
separación de gases, líquido o sólidos que pueden pasar fácilmente al estado
vapor o transformándolos previamente en otros estados volátiles. Por eso su
utilización es indispensable en análisis industriales, forenses bromatológicos,
toxicológicos, clínicos y de contaminación ambiental.
8. CUESTIONARIO
a. ¿Cuál es el fundamento de la técnica?
La cromatografía es una técnica de separación de los componentes de una mezcla
haciéndolos pasar a través de una fase estacionaria mediante el flujo de una fase
móvil.
La cromatografía de gases es una técnica cromatográfica en la que la muestra se
volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatográfica. La elución se
produce por el flujo de una fase móvil (que en este caso es un gas inerte). A diferencia
de los otros tipos de cromatografía, la fase móvil no interactúa con las moléculas
del analito, y su única función es la de transportar el analito a través de la columna.
Existen dos tipos de cromatografía de gases, la cromatografía gas-sólido y la gas-
líquido, ésta última utiliza como fase estacionaria moléculas de líquido inmovilizadas
sobre la superficie de un sólido inerte.
b. Dibujar un esquema con los componentes principales del
instrumento de cromatografía de gases utilizado.
c. ¿Qué función tiene la columna cromatográfica?
La columna de cromatografía puede cumplir dos funciones básicas que no se
excluyen mutuamente. La primera consiste en separar los componentes de la mezcla,
para obtenerlos más puros y que puedan ser usados posteriormente (etapa final de
muchas síntesis). y la segunda, consiste en medir la proporción de los componentes de
la mezcla (finalidad analítica). En este caso, las cantidades de material empleadas son
pequeñas.
d. ¿Qué significa trabajar a temperatura isoterma o con gradiente
de temperatura? Explicar las diferencias.
Cuando trabajamos a temperatura isoterma la temperatura del sistema
permanece constante. Para ello, es necesario que el sistema se encuentre en contacto
con un foco térmico, que se define como una substancia capaz de absorber o ceder
calor sin modificar su temperatura.
Si esto ocurre, la temperatura inicial y la temperatura final del sistema serán
iguales, y por tanto, la variación de energía interna será nula:
Calculamos el trabajo, sustituyendo el valor de la presión en función del volumen y
de la temperatura, según la ecuación de los gases ideales, e integrando, obtenemos la
expresión para el trabajo realizado por el gas en una tranformación isoterma:
Sabiendo que:
Llegamos a la conclusión de que, cuando trabajamos a temperatura isoterma,
todo el calor absorbido se transforma en trabajo.
Sin embargo, en muestras donde los puntos de ebullición son parecidos, la
temperatura óptima es ligeramente mayor al punto medio de ebullición de los
componentes, este ajuste de la temperatura es lo que se conoce como gradiente de
temperatura.
e. Explicar cómo es la separación de dos compuestos, A y B, si
tienen una resolución Rs=1
La resolución en una columna en cromatografía de gases viene dada por la
siguiente fórmula.
Para que la distancia entre en los picos del cromatograma sea adecuada y
permita una buena lectura, el valor de Rs debe de ser mayor de 1.5.
Dado que su resolución es menor que de 1.5, la lectura de los datos será menos
preciosa puesto que los picos estarán más cerca los nos de los otros.
DETERMINACIÓN DE HIERRO (II) EN COMPRIMIDOS MEDIANTE
ANÁLISIS POR INYECCIÓN EN FLUJO
1. INTRODUCCIÓN
Consumir alimentos ricos en hierro es una parte importante del tratamiento de la anemia. Sin embargo, con una dieta alimenticia a veces no es suficiente y con frecuencia se necesitan suplementos de hierro para aumentar las reservas de este elemento en el cuerpo.
Esta práctica se basa en la determinación de la concentración de hierro en un determinado tipo de comprimidos vitamínicos ricos en hierro.
2. FUNDAMENTO
El análisis por inyección en flujo, FIA, es el método más moderno de flujo continuo, y se basa en introducir volúmenes de muestra medidos con gran precisión en una corriente no segmentada.
Al igual que en los analizadores de flujo segmentado, muestra y reactivos se transportan a través de un tubo de plástico flexible por la acción de una bomba peristáltica. El tubo utilizado tiene un diámetro típico de 0,5 mm. Los tamaños de
muestra para este tipo de análisis van desde 5 a 200 l.
3. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
El material que se va a necesitar es el siguiente:
- Matraces aforados de 100 ml
- Matraces de 250 ml
- Pipeta
- Pipeteador
- Espátula
- Vaso de precipitados
Los reactivos que se van a necesitar son:
- Tampón acético-acetato 0,2M (500 ml)
- Clorhidrato de Hidroxilamina 0,5% (P/V) (250 ml)
- Patrón de Hierro (II) de 1000 ppm (50 ml)
- Muestra, que ya está preparada en el laboratorio: complejo vitamínico.
4. CÁLCULOS
- Partiendo de un patrón de Hierro (II) de 1000 ppm, preparamos una disolución
patrón de Hierro (II) de 100 ppm en Clorhidrato de Hidroxilamina:
- O-Fenantrolina M (250 ml) en tampón acético acetato de 0,2M de pH=4,5
- Preparamos los patrones de 0,5; 1,5; 3 y 5 ppm:
5. PROCEDIMIENTO
Ayudándose de la pipeta, se coge un volumen de 10 ml de la disolución patrón de Fe de 1000 ppm y se traslada a un matraz aforado de 100 ml, y se enrasa con clorhidrato de hidroxilamina.
Después, con ayuda del vidrio de reloj, de una espátula y de la báscula, se cogen los 0.099 g de O-Fenantrolina y se disuelven en un vaso de precipitados en un tampón acético-acetato 0.2M.
Ayudándose de nuevo de la pipeta, se cogen los volúmenes correspondientes para cada patrón de 0.5, 1.5, 3 y 5 ppm, de la disolución de Fe (II) de 100 ppm, y se introducen cada uno en un matraz de 100 ml, finalmente se enrasa con agua Mili-Q (agua ultra pura)
Para preparar la muestra, (que ya se da preparada en el laboratorio), primero se pulveriza finamente la muestra (complejo vitamínico) en un mortero y luego con ayuda de una espátula se pasa dicho polvo a una báscula hasta pesar exactamente 55 mg. Una vez hecho esto, se vierten esos 55 mg en un vaso de precipitados y se lava el vidrio de reloj con un poco de agua para arrastrar los posibles restos que quedan en él. Se añaden 25 ml de HCl de concentración 6M, y se introduce en una vitrina para calentarlo hasta que su disolución.
Una vez que el complejo vitamínico está disuelto, se agita lentamente y se deja enfriar. Después se filtra a un matraz aforado e 100 ml, se lava el vaso con varias porciones de Clorhidrato de hidroxilamina para evitar que queden restos, y finalmente se enrasa con Clorhidrato de Hidroxilamina.
Una vez que se tiene esta disolución, para trabajar con ella, se cogen con ayuda de una pipeta 2.5 ml de esta y se traspasan a un matraz de 100 ml. Se completa el volumen con tampón acético-acetato y antes de enrasar se confirma que el ph es aproximadamente 4,5.
6. TRATAMIENTO DE LOS DATOS:
a. Representación de los datos obtenidos
[Fe] Altura de pico
0 5,821187E-03
0,5 2,009147E-02
1,5 6,624380E-02
3 1,046017E-01
5 1,716009E-01
b. Estudio de las muestras y datos obtenidos para cada muestra
Y a partir de aquí sacamos el porcentaje de Fe en cada muestra:
MUESTRA 1
mg Fe en 100ml 0,30293758 mg Fe en 55mg pastilla 12,117503
% Fe / pastilla 22,0%
MUESTRA 2
mg Fe en 100ml 0,31942909
mg Fe en 55mg pastilla 12,7771636
% Fe / pastilla 23,2%
A= 0,033[Fe] + 0,0077 R² = 0,994
0,0E+00
2,0E-02
4,0E-02
6,0E-02
8,0E-02
1,0E-01
1,2E-01
1,4E-01
1,6E-01
1,8E-01
2,0E-01
0 1 2 3 4 5 6 [Fe]
Alt
ura
de
pic
o
[FE] frente a ALTURA DE PICO
tiempo de residencia
[Fe]/ppm
Muestra 1 0,1076694 3,02937576
Muestra 2 0,1131116 3,19429091
Muestra 3 0,1042186 2,92480606
MUESTRA 3
mg Fe en 100ml 0,29248061
mg Fe en 55mg pastilla 11,6992242
% Fe / pastilla 21,3%
Una vez que tenemos el porcentaje de Fe en cada muestra de pastilla,
calculamos la media y la desviación típica para poder hacer una comparación con otro
método de determinación de hierro mediante valoración.
c. Fiagrama obtenido
7. APLICACIONES
Una de las aplicaciones que tiene el método FIA, análisis de inyección de
flujo, es la determinación de nitratos y nitritos en productos cárnicos. El control del
uso de nitratos y nitritos en los productos cárnicos es fundamental para asegurar la
salud de los consumidores. FIA, es un método utilizado para este fin por su
versatilidad, flexibilidad y bajo costo, así como precisión, rapidez y fácil manejo.
Time Series by Run
Time (sec)
-0.05
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
300 500 700 900
8. CUESTIONARIO
a. ¿Cuál es el fundamento de la técnica?
El análisis por inyección en flujo, FIA, es el método más moderno de flujo continuo, y se basa en introducir volúmenes de muestra medidos con gran precisión en una corriente no segmentada.
Al igual que en los analizadores de flujo segmentado, muestra y reactivos se transportan a través de un tubo de plástico flexible por la acción de una bomba peristáltica. El tubo utilizado tiene un diámetro típico de 0,5 mm. Los tamaños de
muestra para este tipo de análisis van desde 5 a 200 l.
b. Dibujar un esquema con los componentes principales del
instrumento de análisis por inyección en flujo (FIA) utilizado
c. Explicar qué tipo de técnica es la colorimetría
La colorimetría es una ciencia, cuyo objetivo fundamental consiste en
determinar la medida de los colores.
Las técnicas colorimétricas se basan en la medida de la absorción de radiación
en la zona visible por sustancias coloreadas. En algunas ocasiones, la muestra que
deseamos determinar no posee color por sí misma, entonces, es preciso llevar a
cabo un desarrollo de color empleando reactivos que den lugar a sustancias
coloreadas con la muestra que interesa estudiar.
Se denomina colorímetro a aquellos aparatos en los que la longitud de onda
con la que vamos a trabajar se selecciona por medio de filtros ópticos.
d. ¿Cómo influye el caudal de flujo en el sistema FIA a las medidas
analíticas?
Cuando el caudal aumenta, disminuye la dispersión, el tiempo de arranque, y
disminuye también la anchura de pico, como se puede observar en el diagrama.
e. Explicar qué se entiende por fiagrama
Se denomina fiagrama a la representación de la señal medida, ya sea de
absorbancia, fluorescencia, cromatograma, etc…y da lugar a en un diagrama como
el de la figura
DETERMINACIÓN DE Fe (II) EN UN PREPARADO FARMACÉUTICO
MEDIANTE VALORACIÓN CON KMnO4
1. INTRODUCCIÓN Y FUNDAMENTO DEL MÉTODO
La valoración es un método de análisis químico cuantitativo en el laboratorio, que se utiliza para determinar la concentración desconocida de un reactivo conocido. Se le conoce también como análisis volumétrico.
Un reactivo llamado “valorante de volumen y concentración conocida se utiliza para que reaccione con una solución del analito,2 de concentración desconocida. Utilizando una bureta calibrada para añadir el valorante es posible determinar la cantidad exacta que se ha consumido cuando se alcanza el punto final. El punto final es el punto en el que finaliza la valoración, y se determina mediante el uso de un indicador. IIdealmente es el mismo volumen que en el punto de equivalencia—el número de moles de valorante añadido es igual al número de moles de analito. Pueden usarse muchos métodos para indicar el punto final de una reacción: a menudo se usan indicadores visuales (cambian de color).
Esta práctica se basa en determinar con KMnO4, aplicando el método de valoración, la concentración de Fe (II) en un preparado farmacéutico.
La realización de esta práctica tiene como finalidad comparar con el método de FIA (práctica anterior) los valores obtenidos con el fin de determinar la eficacia de los métodos.
2. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
El material que se va a necesitar es el siguiente:
- Matraz erlenmeyer de 250 ml
- Bureta de 50 ml
- Matraz aforado de 100 ml
- Pipetas
Los reactivos que se van a necesitar son los siguientes:
- Disolución de KMnO4 0,02 N previamente valorada con ácido oxálico (PM(KMnO4)=158 g/mol)
- Disolución de H2SO4 5M
- Disolución de H3PO4 concentrado
3. PROCEDIMIENTO
Para empezar, hay que preparar la muestra. Para ello se trituran un par de pastillas de FERO-GRADUMET en n mortero de vidrio. A continuación, 525 mg del polvo obtenido se trasvasan a un matraz aforado de 100 ml arrastrándolo con un poco de agua destilada, se añaden 4.5 ml de la disolución de H2SO4 5M y se enrasa con agua destilada. Se preparan 3 matraces.
Ayudándose de la pipeta, se cogen 10 ml de la disolución de la muestra problema preparada, se introducen en el matraz de 250 ml y se añaden los siguientes reactivos: 4.5 ml de disolución de H2SO4 5M, 2 ml de H3PO4 concentrado y se enrasa finalmente con agua.
Se llena la bureta con la disolución de KMnO4 0,02 N y se añade sobre el matraz con la muestra hasta obtener un color violeta permanente.
Este procedimiento de valoración se repite al menos 3 veces.
4. TRATAMIENTO DE DATOS Y CUESTIONES
1. Primera valoración:
Volumen gastado de KMnO4 (ml)
Primera valoración 11.9
2. Segunda valoración
Volumen gastado de KMnO4 (ml)
Segunda valoración 12.2
3. Tercera valoración
Volumen gastado de KMnO4 (ml)
Tercera valoración 12.3
Una vez obtenido el porcentaje de hierro para cada valoración que se ha hecho, se calcula la media de los tres y la desviación típica, necesarios para realizar una comparación entre los métodos de FIA y valoración.
a. Escribe la reacción que tiene lugar en la valoración
b. ¿Por qué se añade ácido fosfórico?
Para crear el medio ácido para las semirreacciones y lograr el balance
estequiométrico, el ácido agrega los iones de hidrógeno (H+).
c. Haz un test de comparación de medias para comparar los resultados obtenidos mediante FIA y la valoración redox. Primero haz un test de comparación de varianzas y según los resultados después el test de comparación de medias correspondiente; P=0.05
XA=25.8167
A Método de valoración SA=0.4428
SA2=0.1960
XB=22.1781
B Método de inyección de flujo SB=0.9881
SB2=0.9763
Partimos de:
Ho: SA2 = SB
2
H1: SA2 SB
2
Buscamos en la tabla A.4. el valor correspondiente de Ftablas=5.988 y comparamos.
Fexperimental=0.201
Fexperimental < Ftablas por tanto, se acepta Ho, y las precisiones son comparables.
Una vez que se determina esto, se calcula:
Buscamos en la tabla ttablas,4 para =0.05 y obtenemos ttab=2.78.
Si comparamos esos dos valores obtenemos que ttabl < texp y por tanto, ambos métodos de análisis no son comparables
IDENTIFICACIÓN Y DETERMINACIÓN DE CAFEÍNA EN DIFERENTES MUESTRAS (CAFÉ, TÉ Y BEBIDAS DE COLA)
1. INTRODUCCIÓN
La cafeína es un alcaloide del grupo de las xantinas, sólido cristalino, blanco y de sabor
amargo, que actúa como una droga estimulante.
Es consumida por los humanos principalmente en infusiones extraídas del fruto de la
planta del café y de las hojas del arbusto del té, así como también en varias bebidas y
alimentos que contienen productos derivados de la nuez de cola.
Las bebidas que contienen cafeína, tales como el café, el té, algunas bebidas no
alcohólicas (especialmente los refrescos de cola) y las bebidas energéticas gozan una gran
popularidad.
Sin embargo, para los humanos, la cafeína es un estimulante del sistema nervioso
central que produce la eliminación de la somnolencia.
Esta práctica está basada en la determinación del nivel de cafeína presente en
diferentes bebidas como son el té, la coca-cola o el café.
2. FUNDAMENTO
La cromatografía es un método muy utilizado en todas las ramas de la ciencia,
que permite la separación, identificación y determinación de los componentes
químicos en mezclas complejas.
La cromatografía líquida (HPLC), es una técnica utilizada para separar los
componentes de una mezcla líquida. Consiste en una fase estacionaria no polar
(columna) y una fase móvil, que actúa de portador de la muestra.
La muestra en solución es inyectada en la fase móvil y una vez hecho esto, los
componentes de la solución emigran de acuerdo a las interacciones no-covalentes de
los compuestos con la columna. Estas interacciones químicas, determinan la
separación de los contenidos en la muestra.
Esta técnica está indicada para la separación de compuestos orgánicos
semivólatiles, Hidrocarburos Poliaromáticos (PAHs), Aminoácidos: OTA, Ácido Fólico o
Herbicidas.
3. MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS
El material que se va a necesitar es el siguiente:
- 1 matraz aforado de 1000 ml
- 5 matraces aforados de 100 ml
- 1 matraz aforado de 50 ml
- 1 matraz aforado de 25 ml
- 1 pipeta de 10 ml y otra de 25 ml
- Viales de 0 ml
- Filtros
Los reactivos que se van a necesitar son los siguientes:
- Cafeína (patrón puro)
- Metanol
- Agua MiliQ (ultra pura)
- Ácido acético
4. CÁLCULOS
- Preparamos 1 litro de disolución que contenga 30% de metanol, 0,1% de
ácido acético y 69,9% de agua, y que tenga un pH=3.5
- Preparamos 5 matraces de 100 ml a partir de 1000 g/l
5. PROCEDIMIENTO
Abrimos los botes de metanol y ácido acético y echamos cantidad en un vaso de
precipitados cada uno. Haciendo uso de una pipeta, cogemos un volumen de 300 ml
de metanol y lo introducimos en un matraz de 1 l, después cogemos 1 ml de ácido
acético y lo introducimos en ese matraz. Cogemos 699 ml de agua y los echamos
también en ese matraz.
Una vez que se tiene esta disolución preparada, preparamos los patrones de 0.025, 0.05, 0.075, 0.1 y 0.125 g/l en 5 matraces de 100 ml.
Como muestra, se utiliza coca-cola. Llenamos un matraz de 25 ml con ella, y agitamos hasta que desaparezcan las burbujas de CO2.
Se prepara el sistema cromatográfico, utilizando como fase móvil Metanol/agua MiliQ, dejándola pasa durante 5-10 minutos antes de comenzar con las inyecciones y registrando simultáneamente la respuesta en el detector para asegurarse de que no quedaron sustancias retenidas en la columna procedentes de experimentos previos.
Se realizarán 2 inyecciones de cada nivel de concentración, para ello, se carga en
posición LOAD aproximadamente 20l de cada patrón, y se inyectarán en el cromatógrafo en la posición INJECT.
Se irán realizando las inyecciones de menor a mayor concentración.
6. TRATAMIENTO DE LOS DATOS OBTENIDOS Y CUESTIONES
Los datos obtenidos son los siguientes
Hacemos la representación de la concentración de cafeína en función del la media de las dos áreas obtenidas en el detector
Concentración Área
0,025 6,8
0,05 13,45
0,075 20,95
0,1 26,1
0,125 33,15
x 24,2
NIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3 NIVEL 4 NIVEL 5 MUESTRA 1
TIEMPO (min) 3,625 3,558 3,492 3,458 3,558 3,4585 A1 6,8 13,6 20,9 26,3 33,2 24,2
A2 6,8 13,3 21 25,9 33,1 24,2 Concentración 0,025 0,05 0,075 0,1 0,125 X
Haciendo uso de la recta de regresión obtenida, donde la “x” representa la concentración de cafeína y la “y” el área obtenida en el detector, calculamos la concentración de cafeína en la muestra
a. ¿A qué término inglés corresponden las siglas HPLC y cuál es su significado?
High-performance liquid chromatography, que significa cromatografía líquida de alto rendimiento.
b. ¿En qué se diferencian HPLC en fase normal y en fase reversa?
La fase normal utiliza una fase móvil polar y una fase estacionaria apolar, y se
utiliza cuando el compuesto de interés es bastante polar. El compuesto polar se asocia
y es retenido por la fase estacionaria. La fuerza de absorción aumenta a medida que
aumenta la polaridad del compuesto.
La utilización de disolventes más polares en la fase móvil disminuye el tiempo de
retención de los compuestos mientras que los disolventes más hidrofóbicos (aquellas
y = 261,4x + 0,485 R² = 0,9975
0
5
10
15
20
25
30
35
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14
Medida de la cafeína
sustancias que son repelidas por el agua o no se pueden mezclar con ella) tienden a
aumentar el tiempo de retención.
La fase reversa está formada por una fase estacionaria apolar y una fase móvil
polar. Una de las fases estacionarias más comunes es la sílica tratada.
El tiempo de retención en este tipo de fase, es mayor para las moléculas de
retención apolar, mientras que las polares eluyen más rápidamente. El tiempo de
retención aumenta con la adición de disolvente polar a la fase móvil y disminuye con la
introducción de disolventes más hidrofóbicos.
La cromatografía de fase reversa se basa en el principio de las interacciones
resultantes de las fuerzas de repulsión entre un disolvente polar, un compuesto apolar
y una fase estacionaria también apolar.
7. APLICACIONES
En la medicina clínica, se utiliza para la purificación y caracterización de enzimas y proteínas, ácidos biliares, metabolitos de drogas, extractos de orina y estrógenos.
En la química forense, se usa para determinar la existencia de drogas, venenos, alcohol, en la sangre y otros tejidos o fluidos
En el ámbito de los elementos contaminantes, se utiliza para determinar sustancias puedan ser desfavorables para la salud pública
En el campo farmacéutico para el análisis de antibióticos, sedantes, esteroides y analgésicos.
En la industria química se utiliza en el análisis de algunos productos como son los aromáticos condensados, tensioactivos, propulsores, colorantes, etc
8. CUESTIONARIO
a. ¿Cuál es el fundamento de la técnica?
La cromatografía es un método muy utilizado en todas las ramas de la ciencia,
que permite la separación, identificación y determinación de los componentes
químicos en mezclas complejas.
La cromatografía líquida (HPLC), es una técnica utilizada para separar los
componentes de una mezcla líquida. Consiste en una fase estacionaria no polar
(columna) y una fase móvil, que actúa de portador de la muestra.
La muestra en solución es inyectada en la fase móvil y una vez hecho esto, los
componentes de la solución emigran de acuerdo a las interacciones no-covalentes de
los compuestos con la columna. Estas interacciones químicas, determinan la
separación de los contenidos en la muestra.
Esta técnica está indicada para la separación de compuestos orgánicos
semivólatiles, Hidrocarburos Poliaromáticos (PAHs), Aminoácidos: OTA, Ácido Fólico o
Herbicidas
b. Dibujar un esquema con los componentes principales del
instrumento de cromatografía líquida (HPLC) utilizado.
c. Explicar la separación mediante HPLC trabajando en gradiente
Trabajar en gradiente, quiere decir que la composición de la muestra no es
constante, sino que va variando con el tiempo. es una innovación introducida en la
técnica del HPLC. El gradiente utilizado varía en función de la hidrofobicidad del
compuesto. El gradiente separa los componentes de la muestra como una función de
la afinidad del compuesto de la fase móvil utilizada respecto a la afinidad por la fase
estacionaria
d. Explicar las diferencias entre fase normal e inversa. ¿Qué modo
se utiliza en esta práctica?
La fase normal utiliza una fase móvil polar y una fase estacionaria apolar, y
se utiliza cuando el compuesto de interés es bastante polar. El compuesto polar se
asocia y es retenido por la fase estacionaria. La fuerza de absorción aumenta a medida
que aumenta la polaridad del compuesto.
La utilización de disolventes más polares en la fase móvil disminuye el
tiempo de retención de los compuestos mientras que los disolventes más hidrofóbicos
(aquellas sustancias que son repelidas por el agua o no se pueden mezclar con ella)
tienden a aumentar el tiempo de retención.
La fase reversa está formada por una fase estacionaria apolar y una fase
móvil polar. Una de las fases estacionarias más comunes es la sílica tratada.
El tiempo de retención en este tipo de fase, es mayor para las moléculas de
retención apolar, mientras que las polares eluyen más rápidamente. El tiempo de
retención aumenta con la adición de disolvente polar a la fase móvil y disminuye con la
introducción de disolventes más hidrofóbicos.
La cromatografía de fase reversa se basa en el principio de las interacciones
resultantes de las fuerzas de repulsión entre un disolvente polar, un compuesto apolar
y una fase estacionaria también apolar.
Las características del compuesto de interés juegan un papel muy importante en la retención, por ejemplo un compuesto con una cadena alquil larga tiene un tiempo de retención mayor por las interacciones que sufre, y los compuestos ramificados suelen eluir más rápidamente.
En esta práctica, la fase utilizada ha sido la fase reversa
e. Explicar las diferencias encontradas entre una columna utilizada
en GC y otra en HPLC
Las columnas en GC tiene una longitud que varía entre 2 y 60 metros, son de
aceros inoxidables, vidrio, sílice fundida o teflón. Suelen ser helicoides de diámetros de
entre 10 y 30 cm. La temperatura óptima de la columna depende del punto de
ebullición de la muestra y del grado de separación requerido y se obtienen tiempos de
elución de 2 a 30 min. En cromatografía de gases se usan dos tipos generales de
columnas, las empaquetadas, o de relleno y las tubulares abiertas, o capilares.
Las columnas en HPLC son de acero inoxidable con un diámetro uniforme,
aunque también se pueden encontrar tubos de vidrio con paredes resistentes y sueles
tener una longitud de entre 10 y 30 cm. El empaquetado más común es de partículas
de sílice, pero también se usa la alúmina, polímeros porosos y resinas de intercambio
iónico. Hace poco, han empezado a fabricarse columnas de alta resolución más
rápidas, y que tienen menores dimensiones que las anteriores y su longitud oscila
entre 3 y 7,5 cm
