Integrantes: Albertos Pérez Mauricio Chac Chan Ana Pérez Muñoz Sharon Que López Fernando
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Integrantes:Albertos Pérez Mauricio
Chac Chan AnaPérez Muñoz SharonQue López Fernando
Ramos Varguez AlejandraHernández Gamboa Emily
Métodos Ópticos, Electroquímicos y Cromatográficos
“Historia y Evolución de las columnas Capilares y su impacto en la 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.
Cromatografía de gases
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 capilarSon utilizadas fases
inmovilizadas, también denominadas enlazadas o no
extraíbles.
ClasificaciónColumnas
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 fases estacionarias inmovilizadas
Columnas de sílice fundido
Columnas capilares de vidrio
Columnas de tubería plástica
Columnas de metal
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.
•Fuerzas de dispersión (Fuerzas de London)
•Fuerzas donador-aceptador
Compuestos no
polares
•Fuerzas de inducción (Fuerzas de Bebye)
•Fuerzas de orientación (Fuerzas de Keesom)
Compuestos Polares
Fases estacionarias comúnmente utilizadas
1. 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.
2. 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.
3. 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:
4. 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:
5. 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.
6. 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.
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.
Fases estacionarias inmovilizadas
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
Utilidades y atributos de las Columnas Capilares
Elección de la Columna
1.- Búsqueda de metodologías existentes
2.- Utilización de Columnas capilares
3.- Utilización de columnas empaquetadas
4.- Utilización de Fases mixtas
ConclusiónEn los últimos años se han desarrollado
métodos cromatográficos con el fin de…
RESOLUCIÓN /ALTO RENDIMIENTO.
TIEMPO
REDUCCIÓN DE COSTOS DE SEPARACIONES QUIRALES.
VENTAJASColumnas 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
LIMITACIONESPequeños diámetros de columna que implican el uso de inyectores especiales
Uso de flujos auxiliares y reguladores de presiónAceptan una menor cantidad de muestra
Referencias 1. Raviña, R. E. Medicamentos: Un viaje a lo largo
de la evolución histórica del descubrimiento de los fármacos, 1a ed.; Universidad de Santiago de Compostela: España, 2008; pp 797.
2. Gutiérrez, A. J. Cromatografía de Gases, 1a ed.; Museo Nacional de Ciencias Naturales: España; pp 25 – 37.
3. Quiros, B. M. Principios y aplicaciones de la cromatografía de gases. Universidad de Costa Rica: Costa Rica, 2006; pp 11 - 13.
4. Harris, D. C. Análisis Químico Cuantitativo; Reverté: 2007; pp 579.
5. Skoog D. A.; Fundamentos de química analítica; Reverté: España, 1997; pp 692.
6. Varcárcel Cases, M., Gomez Hens, A. Técnicas analíticas de separación. Reverté: España, 1999; pp 639.
7. Ettre, L. S. Evolution of Capillary Columns for Gas Chromatography; Milestones in Chromatography; pp 52 – 56.