11-Introduccion a La Cromatografia

8/18/2019 11-Introduccion a La Cromatografia

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Introducción a la

CromatografíaQuímica Analítica

InstrumentalComisión B


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Temario

• Denición• Clasicación de las técnicas

cromatográcas• Qué es un cromatograma?• Parámetros de retención•

Eciencia• esolución• A!licaciones de la cromatografía


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Denición


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E"em!los

Cromatografía en Columna

CGL (Cromatógrafo deGases)HPLC (Cromatógrafo deLíquidos)

Cromatografía en Capa Fin

a


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#rigen de la cromatografía• $% T&'EET ()*+,-. &e!aración de me/clas de

!igmentos 0egetales en columnas rellenascon adsor1entes sólidos 2 sol0entes 0arios%

éter de

petróleo

CaCO3

mezla de pigmentos

pigmentos

separados


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Princi!ios 1ásicos

$uestra

3ase$ó0il

3aseEstacionaria

Detector


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Clasicación de las técnicascromatográcas

• &E456 7A 6AT8A7E9A DE 7A 3A&E $:;I7


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&eg


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$ECA6I&$#&PATICI:6 # EPAT#

PE$EACI:6 E6

4E7E&

•

Líquido – Líquido• Gas – Líquido

• Las moléculas pequeñasquedan retenidas en losporos del gel• Las moléculas grandes nocaben en ellos y siguen surecorrido



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13/43

Técnicas. Elución


14/43

Técnicas. Elución

Tiempo


15/43

Qué es un cromatograma?

Tiempo

AnálisisCualitativo

AnálisisCuantitativo


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Parámetros de retención. Tiem!o de retención (t-

$uestra

3aseEstacionaria

3ase$ó0il

Detector

Caudal

Volumende

retención

Tiem!o

TIE$P# (total-


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Parámetros de retención. Tiem!o muerto (t$-

TIE$P# (sin retención-

$uestra

3aseEstacionaria

3ase$ó0il

Detector

Tiem!o

Volumenmuerto

d i


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Par metros de retenci n. Tiem!o de retención a"ustado

(t=- TIE$P# (en la fase estacionaria-

$uestra

3aseEstacionaria

3ase$ó0il

Detector

Tiem!o

Volumende

retenciónajustado


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E>uili1rio de Distri1ución

• Constante deDistri1ución

• Ecuación3undamental de laCromatografíaFaseEstacionari

a

Fase Móvil

Soluto ↔ Soluto

[ ] [ ]MC

SC=móvilAestA=D

K //.

SV

DK +

MV=

R V


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Parámetros de retención.3actor de ca!acidad (=-

∞


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Parámetros de retención.3actor de selecti0idad (@-

( )( )

AR

BR

A

B

DA

DB

t

t=

k

k =

K

K =α

´

´

´

´


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Eciencia de la columnacromatográca


23/43

EcienciaConsecuencias de una 1a"a eciencia.


24/43

EcienciaCómo se mide?

• Teoría de los !latos teóricos (termodinámica-

• Teoría de las 0elocidades (cinética-

C#$PAA

Columnacromato%rá&c

aColumna de

destilación


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6


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Eciencia Teoría cinética de la

cromatografía


27/43

Ecuación de 0an Deemter !arala ETP

C)+)

B+A=

A, B y C son constantescaracterísticas de un sistema dado:

! efecto de caminos mltiples

! efecto de la difusi!n longitudinal

! efecto de la resistencia a latransferencia de masa

E/iste una velocidadóptima para operar

con cual#uiercolumna0 a la cual la

.E2 alcan3a un valorm4nimo


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Ecuación de ;an Deemter Término A (caminos m


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Ecuación de ;an Deemter Término B (difusión

longitudinal-

Direccióndel u"o

)

MD-2

=)

B


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Ecuación de ;an Deemter5rmino Cs 6trans7erencia demasa en la 7ase estacionaria8

5rmino Cm 6rans7erenciade masa en la 7ase móvil8

sD

2.

2k +"

k

&

2=sC

´)(

´

MD

2 */

=MC


31/43

Ecuación de ;an Deemter


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Ecuación de ;an Deemter

E7ecto del porcentaje de7ase estacionaria

E7ecto del tama9o depart4cula de relleno


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Inuencia del caudal de la fasemó0il

BC2+A=im

CB=

*tim

min


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esolución

( ) ( )( )

BA

AR BR

S 1+1

tt2=R


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esolución

Si la relaciónde alturas es

similar

:s; 1= > $uena separación 6solapamientoin7erior a "?@8:s ; 1" > solapamiento de !!@:s ; "A= > separación insu&ciente


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esolución. elación entre s6 2

SR

"R t

2R t

=2

#

2#

"R t

2R t

=2

#+"#

"R t

2R t2

=SR ⇒)(

2

"R t

Mt

2R t+

Mt

2R t+

Mt

2SR "=

2

"R t

2R t

2R t

2SR "=

2

2#

2R t

"=2

! )´´

´()()(

:eempla3ando en )!B

+ntroducimos la de&nición de αB

"DK 2D

K

="k 2

k

="R t2R

t

=α ´

´

´

´

2

"α

α+

"R t

Mt

2SR "=

2 ! ) _

´(


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esolución. elación entre s6 2


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esolución

%

!

k +"

k

α

"α=R

2

2s )

´

´)((

Selectividad 6α80se relaciona conlos valores deretención relativa

y mide el poderdiscriminatorio delsistemacromato%rá&co

:etención 6kD80

mide la 7racciónde analitopresente en la FEy e/presa el poderde retención del

sistemacromato%rá&co

E&ciencia 6)80

mide la estrece3relativa de los picosmediante el nmerode platos teóricoscon #ue 7unciona lacolumna


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Tiem!o de análisis Fijar un valor de R S aceptable y determinar las

condiciones que permiten obtenerla en el menor tiempo posible análisis por tiempo mínimo

Sea t el tiempo de retención del soluto más retenido

4)"(4)"(4)"( k

u

NH k

u

Lk

M

t t +=+=+=

introduciendo la expresión del número de platos

2

"

2

2424"

2"

−

+=

α

α

k

k

S R N

−

+

=u

H

k

k

S Rt

2

"2

2

4

&

24"

2"α

α


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Análisis de los factores >ue inu2en enel tiem!o de análisis

Para , k, ! y u constantes, duplicar la resoluciónimplica cuadruplicar el tiempo de análisis"

Para una resolución dada, maximi#ar minimi#a el

tiempo de análisis

0$5"=α %%""

2

= −α α

"05"=α "20"

2

=

−α α

•

Infuencia del actorde capacidad k´

$ebe minimi#arse !%u, por lo tanto es muy importante minimi#ar el

t&rmino de trans'erencia de materia (

El 1l l d l


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El !ro1lema general de laelución

Efecto de la tem!eratura so1re


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Efecto de la tem!eratura so1reel desarrollo de un

cromatograma• (a- corrida isotérmica a FGC• (1- corrida isotérmica a

)FGC• (c- !rograma de tem!eratura

de ,+G a )H+GC• Para muestras cu2os

com!onentes !resentan unam!lio inter0alo de

tem!eraturas de e1ullición%es con0eniente em!lear una

programación de

temperatura%• &e aumenta la tem!eratura

de la columna de formacontinua o !or eta!as almismo tiem!o >ue tiene

lugar la se!aración%

ó


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;enta"as de una elución congradiente en P7C

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