CROMATOGRAFÍA - EQUILIBRIOS DE PARTICIÓN Y ADSORCIÓN 0

0 CROMATOGRAFÍA - EQUILIBRIOS DE PARTICIÓN Y ADSORCIÓN 0

Dentro de las técnicas experimentales básicas de laboratorio de química se encuentra la cromatografía, que sirve para separar y purificar mezclas.

La palabra cromatografía significa “Escribir en Colores” ya que cuando fue desarrollada los componentes separados eran colorantes.

Se llama CROMATOGRAFÍA al proceso de separación que permite la resolución de mezclas por división de los componentes en zonas concentradas o en fases distintas de aquellas en que los componentes fueron presentados originariamente, independientemente de la naturaleza de las fuerzas que causan la movilización de los componentes entre dos fases. De estas dos fases una es Estacionaria y la otra es Móvil que pasa a través de la fase estacionaria.

La técnica de cromatografía se basa en el principio general de distribución de un compuesto entre dos fases, una estacionaria (o fija) y otra móvil, que se mueven en forma relativa entre sí mientras permanecen en íntimo contacto. Reducida a su fundamento, se la puede ver como la remoción selectiva de los componentes de una mezcla por acción de una fase móvil que fluye a través de una fase estacionaria. La muestra es introducida en la fase móvil, y los componentes de la muestra se distribuyen entre las fases estacionaria y móvil. Los componentes estarán determinada cantidad de tiempo en la fase estacionaria, dependiendo de su estructura y la de las fases. Si alguno de los componentes está más tiempo en la fase móvil, se moverá junto con ella rápidamente; si estás más tiempo en la fase estacionaria, se moverá lentamente. Al igual que en un proceso de extracción, la cantidad de tiempo que permanece una muestra en cada fase dependerá del coeficiente de distribución, que está relacionado con los mismos factores que determinan la solubilidad de una muestra. El grado de separación de una muestra estará, por tanto, controlado por las diferencias entre los coeficientes de distribución de sus componentes.

FASE ESTACIONARIA Æ LECHO CROMATOGRÁFICO FASE MÓVIL Æ ELUYENTE

Sólo líquidos y sólidos pueden servir como fase estacionaria mientras que la fase móvil puede estar representada por gases o líquidos. Aquellos métodos que emplean como fase fija un sólido, se denominan de adsorción; mientras que los que utilizan un líquido se denominan de partición. Por lo tanto, se pueden obtener cuatro combinaciones fundamentales tal como se señala a continuación:

CROMATOGRAFÍA

ADSORCIÓN Fase Estacionaria Sólida

PARTICIÓN Fase Estacionaria Líquida

Cromatografía Líquido – Sólido Fase Móvil: Líquido

Cromatografía Gas – Sólido Fase Móvil: Gas

Cromatografía Gas – Líquido Fase Móvil: Gas

Crom. en

Columna

Crom. Gaseosa

Crom. Gaseosa

Crom. en Placa

Delgada

Crom. de Adsorción en Geles (Sephadex)

Crom. de

Afinidad

Crom. de Intercambio

Iónico

Crom. Líquido – Líquido con solvente a Presión y Soporte sólido

El procedimiento se basa en un equilibrio entre una fase móvil y una fase estacionaria. De acuerdo a la naturaleza de la fase estacionaria, la cromatografía puede ser de adsorción o de partición.

En una cromatografía de adsorción, la mezcla se coloca sobre una fase estacionaria sólida sobre la cual se adsorberán los componentes. Luego, se hace

pasar una fase móvil sobre el sólido (un solvente puro o mezcla de solventes),

estableciéndose una competencia por las sustancias de la mezcla entre la fase estacionaria y la fase móvil. Dependiendo de las características de cada compuesto

de la mezcla, algunos tenderán a quedarse más retenidos en el sólido, mientras que otros avanzarán con el paso del solvente.

Así, por este simple procedimiento, la diferente estructura química de los componentes de una mezcla permiten la separación de los mismos.

Si bien el comportamiento de los componentes depende de varios factores, en muchos casos se pueden hacer algunas predicciones:

• Para compuestos de peso molecular comparable, aquellos que tengan una polaridad mayor tienen menor tendencia a moverse del punto de partida.

• Para compuestos de polaridad comparable, quedan más retenidos aquellos que posean el peso molecular más grande.

En una cromatografía de partición, tanto la fase móvil como la fase estacionaria son líquidos y lo que se establece son pequeños equilibrios de distribución sucesivos entre dos fases líquidas. En este caso, además de una fase fija y una fase móvil debe existir un soporte adecuado para la fase fija. El caso más común es el de la cromatografía en papel: la celulosa actúa como soporte de

pequeñas proporciones de agua que actúan como fase estacionaria, estableciéndose el equilibrio de partición entre el agua que hay en la celulosa y el solvente que actúa como fase móvil.

Existen, además, numerosas TÉCNICAS CROMATOGRÁFICAS que fueron desarrolladas con el paso de los años. Entre ellas se puede mencionar las cromatografías de afinidad, por exclusión, de fase reversa, cromatografías líquidas de alta resolución y cromatografías gaseosas. Estas dos últimas requieren de equipo especializado y si bien son de uso corriente en investigación e industria, su implementación en establecimientos educativos resulta económicamente dificultosa.

La cromatografía puede llevarse a cabo de forma cualitativa o cuantitativa. Para la cromatografía cualitativa se utilizan placas cromatográficas que pueden prepararse con anterioridad al momento de su uso o bien cromatofolios que se pueden adquirir en comercios especializados. Los cromatofolios constan de un soporte de vidrio, plástico o aluminio sobre el cual se fija la fase estacionaria. En la cromatografía de adsorción la fase estacionaria puede estar constituida por diversos tipos de adsorbentes, siendo los más comunes la sílica y la alúmina. Estas fases son sensibles a la humedad, perdiendo como consecuencia de ésta su poder de separación: el agua de un ambiente húmedo se fija sobre el adsorbente, bloqueando los sitios de adsorción disponibles para las sustancias a separar.

En la placa cromatográfica se “siembra”

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