Cromatografía de gases. Componentes

Tema 10. Cromatografía de gases

En cromatografía de gases la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de la columna cromatográfica. La elución se produce por el flujo de una fase móvil gaseosa. La fase móvil en cromatografía de gases es un gas inerte, es decir, no interacciona con las moléculas de analito, sólo las transporta a través de la fase estacionaria.

La fase estacionaria en cromatografía de gases puede ser un sólido (cromatografía gas-sólido), produciéndose entonces la retención de las moléculas de analito por adsorción, y en la cual se separan los gases a temperatura ambiente. Este tipo de cromatografía es poco frecuente. Lo más habitual es que la fase estacionaria sea un líquido (cromatografía gas-líquido). En este caso la fase móvil es un líquido no volátil inmovilizado sobre la superficie de un sólido inerte. Se trata entonces de una croamtograía de partición. Los analitos se distribuyen entre las fases móvil (gaseosa) y estacionaria (líquida). Se utiliza para separar gases que son volátiles hasta 450ºC.

Componentes de un cromatógrafo de gases

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• Balas de gas (fase móvil)
• Puerto de inyección. La inyección se realiza con una microjeringa. Se inyectan volúmenes muy pequeños. La introducción de muestras grandes o demasiado lentamente provoca la aparición de bandas anchas lo que se traduce en una resolución pobre.
• Columna cromatográfica: en ella se va a producir la separación de los analitos. Las columnas pueden ser tubulares abiertas o capilares, las cuales son estrechas y muy largas. Las columnas capilares poseen mucha mejor resolución, mayor sensibilidad, una eficacia muy buena y necesitan menor tiempo de análisis, lo que permite obtener picos más estrechos y de mayor altura.

Las columnas empaquetadas están rellenas con un soporte sólido de fase estacionaria.

• Horno: donde está introducida la columna.
• Detector: sistema encargado de poner de manifiesto la presencia de solutos que salen de la columna cromatográfica.
• Ordenador: sistema de control de datos.

Tipos de columnas

Dentro de las columnas tubulares abiertas (capilares) hay 3 tipos:

• Pared recubierta (WCOT): se caracteriza por estar recubierta en su interior por una película de fase estacionaria líquida.
• Capa porosa (PLOT): las partículas sólidas son la fase estacionaria
• De soporte recubierto (SCOT): consta de partículas sólidas adheridas a la pared interior, que están recubiertas de la fase estacionaria líquida. La fase estacionaria líquida se une a la sílice mediante enlaces covalentes.

[pic 2]

Otro tipo de columnas son las columnas empaquetadas.

En la separación cromatográfica de gases es importante:

-Volatilidad: cuanto menos volátiles sean los analitos más tarde saldrán. Si la volatilidad es similar se separan por polaridad con la fase estacionaria. Los polares interaccionan con polares y los apolares con apolares.

-Punto de ebullición: hay que trabajar a temperatura adecuada.

La elección de la fase estacionaria líquida se basa en la regla “lo semejante disuelve a lo semejante”.

Sistemas de inyección

La  inyección  debe  ser  rápida  y  ocupar  lo  menos  posible  en  el inicio de la columna. La muestra se inyecta a través de un tapón de goma (septum) en una cámara de vaporización situada en la cabeza de la columna. El septum se abre al introducir la jeringa y se cierra al sacarla para evitar pérdidas de muestra y la entrada de gases. Se utilizan microjeringas calibradas. La temperatura tiene que ser adecuada para que se volatilice la muestra.

[pic 3]

En función del tipo de columna que utilicemos se añade más o menos volumen.

• Columnas empaquetadas: 1-20 μL
• Columnas capilares: volúmenes menores en un factor al menos de 100.

Existen tres tipos de inyección:

• Inyección con división: nos permite obtener mejores separaciones. Se introduce poca muestra. El flujo entra en la cámara de vaporización, evaporándose, y un flujo elevado de gas arrastra la muestra dividiéndola en dos partes. Una parte pequeña va hacia la columna y otra gran parte se pierde por la válvula.

Con este tipo de inyección se obtienen picos eficaces y una buena resolución, pero al entrar poca cantidad a la columna, si la concentración de analito es baja, no lo veremos, lo que causa problemas de sensibilidad.

• Inyección sin división: se utiliza para analitos a nivel de trazas. El flujo que entra en la columna viene marcado por el trabajo de la columna. Para que entre más muestra el flujo de gas tiene que ser menor. Al evaporarse la muestra se obtiene un volumen de gas más grande del que teníamos. Al ser el flujo pequeño, le costará más entrar en la columna.

Como la muestra entra poco a poco se obtienen picos anchos. Para evitarlo se trabaja con el tratamiento de disolvente. Se mantiene a una temperatura baja de la columna, de manera que al inyectar la muestra, ésta se condensa, evitando que entre en la columna, concentrándola. Al entrar toda la muestra, se eleva la temperatura para que se produzca la separación, evitando los picos anchos. Así, se obtiene más sensibilidad.

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