CROMATOGRAFÍA DE GASES

CROMATOGRAFÍA DE GASES

La cromatografía de gases se inicio en los años 50 y ha tenido un gran desarrollo, se ha utilizado para resolver problemas en la industria, medicina, biología, análisis ambiental. Hoy se emplea como rutina en control de calidad en muchas áreas y en investigación. Esta técnica es la que ofrece mejor poder de resolución en análisis de compuestos orgánicos volátiles. Su principal limitación radica en la labilidad térmica de los analitos, por lo cual es limitada a compuestos termoestables o que puedan formar derivados termoestables.

En cromatografía de gases la fase móvil es un GAS, mientras que la fase estacionaria puede ser un SOLIDO ADSORBENTE, un LÍQUIDO RETENIDO EN UN SOPORTE SÓLIDO.

Hay dos típos generales de cromatografía de gases:

• Cromatografía GAS-SÓLIDO (CGS) Adsorción.

• Cromatografía GAS-LÍQUIDO (CGL) Partición

CARACTERÍSTICAS QUE DEBEN TENER LOS

COMPUESTOS PARA SER ANALIZADOS POR CG

• Compuestos orgánicos con puntos de ebullición por debajo de los 250 oC

• Gases permanentes orgánicos e inorgánicos

• Estos compuestos presentan presiones de vapor suficientemente altas para ser arrastrados en la fase gaseosa.

•Compuestos que sean termoestables a las temperaturas de vaporización

•Compuestos que generen derivados termoestables a las temperaturas de

vaporización (azucares, grasas, aminoácidos)

• Compuestos de bajo peso molecular

• Compuestos de baja polaridad

+ gas permanente debe ser estable con la temperatura y la presion.

DERIVATIZACIÓN

Se cojen moleculas polares y se convierten por medio de Cloruro de trimetilsililo para dejarlos apolares disminuyendo sus puntos de ebullicion.

[pic 1]

EQUIPO BÁSICO PARA CROMATOGRAFÍA DE GASES

[pic 2]

GAS PORTADOR

Generalmente se tiene en un cilindro que en la salida tiene un manorreductor, un sistema de regulación y medida del caudal. El gas portador es la fase móvil en GC, su misión es llevar la muestra desde el punto de introducción en el equipo, pasando por la columna hasta el detector. El gas debe ser de un alto grado de pureza, químicamente inerte y no interaccionar con la columna ni con los componentes de la mezcla ( su función es arrastre) Los gases más utilizados son N2, He, H2, Ar

La elección de uno de ellos depende de:

• Tipo de muestra

• Tipo de fase estacionaria (columna)

• Detector utilizado

• Costo, pureza, seguridad en su uso

N2: barato, seguro, fácil de purificar. Baja conductividad térmica. No usar con detectores de conductividad térmica

H2: alta conductividad térmica, baja viscosidad que produce poca caída de presión en la columna, barato. Puede interaccionar con los solutos, produce alta difusión de los solutos separados, puede originar explosiones.

He: tiene las ventajas del N2 y el H2, pero su precio es elevado, es menos denso que el H2 por lo que se consigue mayor caudal.

El gas portador debe ser de gran pureza, libre de agua, oxigeno e hidrocarburos.

El agua y el oxigeno dañan la columna, y el agua produce ruido de fondo alto. Se usan tamices moleculares entre la bala de gas y el equipo GC para retener agua, oxigeno e hidrocarburos.

La fase móvil utilizada en GC afecta la duración del proceso cromatográfico y a la resolución cromatográfica a través de la velocidad del soluto en el gas. La resolución cromatográfica depende del gas portador, ya que este influye en la eficiencia de la columna

El N2 da una H menor que el H2 y el He pero la duración del proceso cromatográfico usando el flujo ptimo sería muy largo; si se usaflujo mayor, la eficiencia bajaría. H2 , He se puede trabajar a flujos mayores a la optima ya que la pendiente de las gráficas es muy pequeña y se reduce el tiempo de análisis.[pic 3]

En los detectores el gas portador no debe de generar influencia, sin embargo, para el detector de conductividad térmica, se necesitan gases ligeros con conductividad térmica elevada. Para detectores de captura de electrones, se recomienda N2 seco o Ar con 5% de metano. FID el H2 origina mayor sensibilidad que el He

INYECTORES EN CROMATOGRAFIA DE GASES

INYECTOR PARA COLUMNAS EMPACADAS: En general, la muestra inyectada en una columna GC empaquetada tiene un volumen de 0,5 μ l a 5 μ l y generalmente contiene los materiales de interés a concentraciones que varían del 5% v / v al 10% w / v. La muestra se inyecta con una jeringa hipodérmica, a través de una septa de teflon (vida util 50 inyecciones) directamente en el relleno de la columna o en un calentador de flash. Dentro de la columna se encuentra con silice fundido por lo regular.

[pic 4]

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INYECTOR MODO SPLIT - LESS

Split/splitless: los inyectores típicamente vaporizan una muestra disuelta en un disolvente orgánico adecuado a temperatura elevada. Los vapores de muestra son arrastrados dentro del flujo de gas portador dentro de un "liner" o "manga" dentro de la entrada y desde allí pasan a la columna o salen de la entrada a través de la línea / válvula 'dividida'.[pic 5]

Injeccion Split: se usa para realizar una dilución 'en el instrumento' y las cantidades relativas de muestra que entran en la columna o se descartan para desechar a través de la línea divisoria se ajustan utilizando la relación de portadora relativa y tasa de flujo dividido[pic 6]

Injeccion splitless : se usa cuando las concentraciones de analito son bajas, es decir, para el análisis de trazas. En la inyección splitless, la válvula dividida se cierra inicialmente, asegurando que toda la muestra pase a la columna, luego, en un tiempo optimizado, la línea de división se enciende para despejar la entrada de los vapores residuales . La transferencia del vapor de muestra (diluido con gas portador) desde la entrada es mucho más lento en comparación con la inyección dividida. Esto puede dar como resultado el ensanchamiento de la banda, por lo tanto, los vapores de muestra deben atraparse (condensarse) en la parte superior de la columna utilizando una temperatura inicial baja del horno.

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