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Cromatografa de GasesEn la cromatografa de gases un soluto gaseoso (o el vapor de un lquido voltil) es transportado por una fase mvil gaseosa. La fase estacionaria puede ser un lquido no El esquema de un

voltil (GLC) o un soporte slido de grano fino (GSC) adsorbente. cromatgrafo de gases se muestra en la figura 10.

Figura 10. Esquema de un cromatgrafo de gases.

En el cromatgrafo de gases una muestra de lquido voltil se inyecta a travs de un septum de goma a un horno de inyeccin caliente, donde la muestra se vaporiza. El volumen tpico de muestra es de 0.1-10 L. suficientes. Si la muestra es gaseosa, 0.5 a 10 ml de gas son

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La muestra es arrastrada hacia la columna por un gas portador inerte (He, N2, H2) que acta como fase mvil. Despus de elur por la columna que contiene la fase

estacionaria, los solutos separados pasan por un detector, cuya respuesta se visualiza en un graficador o en una computadora. No es necesario que la temperatura de la columna sea mayor que el punto de ebullicin de todos los solutos, pero debe ser lo suficientemente alta para garantizar una presin vapor suficiente para evitar que la elucin tome demasiado tiempo. A continuacin explicaremos brevemente las caractersticas de cada una de las partes que componen al cromatgrafo de gases.

La columna

Es la parte del cromatgrafo donde se realiza la separacin de los componentes de la mezcla. Normalmente se encuentran dentro de un horno termostatizado a temperatura

constante, y tienen forma de espiral para aprovechar al mximo el espacio. Se dividen en dos tipos: columnas empacadas y columnas tubulares abiertas.

Columnas empacadas

Son de acero inoxidable o vidrio, su dimetro es de 3-6 mm y

miden de 1 a 5 m de largo. Se empacan con un soporte slido de grano fino recubierto con un solvente no voltil como fase estacionaria (GLC) o bien el slido mismo es la fase estacionaria (GSC). Entre sus ventajas est el poder manejar cantidades relativamente grandes de muestra y el ser baratas. Sin embargo, la cada de presin a travs de ellas es grande, ya que el gas tiene que pasar a travs de las partculas empacadas del slido. Debido a su longitud, el poder de separacin es menor que en otro tipo de columnas. Columnas tubulares abiertas Tambin conocidas como columnas capilares, son

ms estrechas y largas (10-100 m es una longitud tpica) que las columnas empacadas. Se fabrican generalmente de slice fundida. Tienen mayor resolucin y menor tiempo de anlisis que las empacadas, pero son ms caras y tienen menor capacidad de muestra. La cada de presin tambin es menor. Las columnas capilares pueden ser de tres tipos: de pared recubierta, de soporte recubierto y de capa porosa (para GSC), tal como se muestra en la figura 11.

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Figura 11. Tipos de columnas empleadas en cromatografa de gases.

El soporte slido

Debe ser un material relativamente inerte, con partculas pequeas de forma constante y gran rea superficial. Se emplean mucho las tierras diatomceas (diatomita), slice, almina y polmeros como el tefln.

La fase estacionaria

Es el lquido no voltil que recubre al soporte slido.

Existen muchos tipos

disponibles en el comercio (hidrocarburos, siliconas, alcoholes de cadena larga, etc.) y deben escogerse adecuadamente dependiendo del tipo de muestra que se desea separar. sugiere consultar la bibliografa especializada. Se

El detector

El detector indica la presencia de cada constituyente de la muestra y mide en qu cantidad est presente. Los tres tipos de detectores ms comunes en cromatografa de gases son: el detector de conductividad trmica, el detector de ionizacin de flama y el detector de captura de electrones.

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El detector de conductividad

(TCD) mide la diferencia que existe entre la

conductividad trmica del gas que entra a la columna (eluyente) y la de la mezcla gaseosa que sale (eluato). La diferencia de conductividades trmicas hace que la

resistencia de un alambre de platino cambie, y esta seal se mide y se grafica. Este detector es til para compuestos orgnicos e inorgnicos, pero es sensible a cambios de temperatura y flujo del gas. El detector de ionizacin de flama (FID) funciona de un modo distinto. El eluato

de la columna se mezcla con hidrgeno y aire, y despus se quema en una flama dentro del detector. Los componentes orgnicos producen iones CHO+ al quemarse: Los iones son recogidos por un electrodo de platino, y esto

CH + O CHO+ + e

origina una corriente elctrica. Este detector es til para compuestos orgnicos (menos sensible si contienen grupos carbonilo) y no es sensible a gases como CO2, O2, NH3 y agua. Es ms sensible y ms estable que el detector de conductividad trmica, pero es destructivo con la muestra.

INVESTIGAR Detector de captura de electrones, detector fotomtrico de flama, detector de lcalis de flama.

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Cromatografa de LquidosEn la cromatografa de lquidos, los componentes de una mezcla se separan debido a que existen equilibrios lquido-lquido (equilibrios de reparto) para cada soluto. La fase mvil es un lquido, mientras que la fase estacionaria es un lquido fijado sobre un soporte slido. Se acostumbra distinguir dos tipos de cromatografa lquido-lquido:

Cromatografa acuosa (polar)

de fase normal

Fase mvil orgnica (no polar), fase estacionaria

Cromatografa

de

fase

inversa

Fase mvil acuosa (polar), fase estacionaria

orgnica. Es la ms empleada.

Cromatografa

de lquidos clsica

En esta tcnica el analito y el eluyente se alimentan a la parte superior de una columna que funciona por gravedad. La columna es simplemente un tubo de vidrio de 10-30 cm de longitud y 1 cm o ms de dimetro, empacado con la fase estacionaria. Un tapn de lana de vidrio evita que el empaque caiga, mientras que una llave regula el flujo de eluyente. Generalmente los solutos se recogen en forma manual al salir de la columna, o por medio de un colector automtico de fracciones. La cantidad de soluto en cada fraccin se determina por titulacin, espectrofotometra o algn mtodo de anlisis. La tcnica es apropiada para separar grandes cantidades de muestra (mg o g) y es muy importante porque permite separar compuestos que no son voltiles (no podra usarse GC) o que se destruyen fcilmente con el calor.

Cromatografa

de lquidos de alta resolucin

(HPLC)

Es la tcnica cromatogrfica ms empleada actualmente en la que la fase mvil es un lquido. Las siglas en ingls provienen de high performance liquid chromatography. En HPLC, el eluyente se hace pasar a gran velocidad a travs de una columna empacada utilizando una

Apuntes EQAyC bomba.

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La figura 12 es un diagrama esquemtico de las partes que componen a un

cromatgrafo de lquidos de alta resolucin.

Figura 12. Esquema de un aparato de HPLC.

La bomba

La calidad de las bombas empleadas en HPLC es muy importante para garantizar la estabilidad en el flujo de eluyente. Generalmente se utilizan bombas de pistn, que Es comn

producen un flujo constante y presiones muy elevadas, de hasta 400 atm. trabajar con dos bombas reciprocantes, lo que mejora la estabilidad del flujo.

El inyector

La muestra debe inyectarse con una jeringa dentro de una vlvula que resista las altas presiones sin derramar lquido. Antes de entrar a la columna, la muestra pasa por un filtro muy fino para remover el polvo y las partculas que podran contaminar a la columna o daar la bomba. Las vlvulas de inyeccin generalmente se disean de modo que entreguen un volumen constante de muestra (20-50 L) independientemente de la cantidad inyectada. La vlvula tiene un bucle o lazo de volumen conocido, que al llenarse de muestra proporciona la cantidad deseada al cromatgrafo.

Apuntes EQAyC La columna

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Debe estar construida en acero inoxidable para resistir la presin. La columna es un tubo de acero de 10 a 30 cm de largo y 2 a 5 mm de dimetro interior, empacada con la fase estacionaria. Algunos cromatgrafos tienen la columna en posicin vertical, otros

horizontal, y generalmente se encuentra en el exterior del aparato, a temperatura ambiente.

La fase estacionaria

y el soporte slido

En la cromatografa lquido-lquido, la fase estacionaria es un lquido que se encuentra inmovilizado sobre un soporte slido. Un soporte muy utilizado es la slice en forma de

partculas microporosas irregulares o esfricas. Las partculas deben ser muy finas (5-10 m de dametro) ya que la resolucin del equipo mejora al disminuir el tamao de partcula. Tambin pueden usarse partculas de un material inerte (vidrio o plstico) recubiertas con material adsorbente. Estas ltimas son llamadas partculas peliculares, ver figura 13.

Figura 13. Tipos de partculas empleadas en HPLC como soporte slido.

Existen muchas combinaciones posibles entre la fase mvil y la fase estacionaria. Para ayudarnos a elegir qu tipo de lquidos debemos utilizar, se sugiere consultar la bibliografa especializada.

Apuntes EQAyC El detector

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Los detectores para HPLC normalmente se basan en alguna de las propiedades fsicas del lquido eluyente (densidad, ndice de refraccin, etc.) o en alguna de las propiedades del analito (absorcin de luz UV, detector electroqumico, etc.). El detector ms comnmente empleado es el detector de UV. La solucin que sale de la columna pasa por una celda en forma de Z, donde un rayo de luz ultravioleta atraviesa 1 cm de solucin (figura 14). Muchos compuestos orgnicos y algunos inorgnicos, as La absorbancia del soluto se Este tipo de detector es muy

como todos los aromticos, absorben la radiacin UV. convierte en una seal elctrica que despus se grafica. sensible.

Figura 14. Un detector UV tpico para HPLC.

Otros tipos de detectores empleados en cromatografa lquido-lquido son:

Detector de ndice de refraccin: poco sensible, pero puede emplearse para compuestos que no absorben luz UV.

Detector electroqumico:

muy sensible, solo puede emplearse para solutos que se El solvente debe ser polar y

pueden oxidar o reducir, por lo que es muy selectivo. contener electrolitos disueltos.