Crmatografia

CROMATOGRAFÍA

INTRODUCCIÓN

La cromatografía es una técnica que permite la separación de los componentes de una mezcla debido a la influencia de dos efectos contrapuestos.

a) Retención. Efecto producido sobre los componentes de la mezcla por una fase estacionaria, que puede ser un sólido o un líquido anclado a un soporte sólido.

b) Desplazamiento. Efecto ejercido sobre los componentes de la mezcla por una fase móvil, que puede ser un líquido o un gas.

El fenómeno de migración de los componentes de una mezcla a lo largo de la fase estacionaria, impulsados por la fase móvil, recibe el nombre de elución. La mezcla a separar se deposita sobre la fase estacionaría, mientras que la móvil atraviesa el sistema desplazando a los componentes de la mezcla a distinta velocidad, dependiendo de la magnitud de sus interacciones relativas con ambas fases. Las dos fases se eligen de forma que los componentes de la muestra se distribuyan de modo distinto entre la fase móvil y la fase estacionaria. Aquellos componentes que son fuertemente retenidos por la fase estacionaria se mueven lentamente con el flujo de la fase móvil; por el contrario los componentes que se unen débilmente a la fase estacionaria, se mueven con rapidez. Como consecuencia de la distinta movilidad, los componentes de la muestra se separan en bandas o zonas discretas que pueden analizarse cualitativa y/o cuantitativamente.

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TIPOS DE CROMATOGRAFÍA.

Dependiendo de la naturaleza de la fase estacionaria y de la fase móvil se pueden distinguir distintos tipos de cromatografía

a) Cromatografía sólido-líquido. La fase estacionaria es un sólido y la móvil un líquido.

b) Cromatografía líquido-líquido. La fase estacionaria es un líquido anclado a un soporte sólido.

c) Cromatografía líquido-gas. La fase estacionaria es un líquido no volátil impregnado en un sólido y la fase móvil es un gas.

d) Cromatografía sólido-gas. La fase estacionaria es un sólido y la móvil un gas.

Según el tipo de interacción que se establece entre los componentes de la mezcla y la fase móvil y estacionaria podemos distinguir entre.

a) Cromatografía de adsorción. La fase estacionaria es un sólido polar capaz de adsorber a los componentes de la mezcla mediante interacciones de tipo polar.

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b) Cromatografía de partición. La separación se basa en las diferencias de solubilidad de los componentes de la mezcla en las fases estacionaria y móvil, que son ambas líquidas.

c) Cromatografía de intercambio iónico. La fase estacionaria es un sólido que lleva anclados grupos funcionales ionizables cuya carga se puede intercambiar por aquellos iones presentes en la fase móvil.

CROMATOGRAFÍA DE ADSORCIÓN

La adsorción es la propiedad que tienen ciertos sólidos de aumentar la concentración en su superficie de otras sustancias. La separación se debe a las diferencias de adsorción de los componentes de una mezcla sobre la fase estacionaria. La fase estacionaria ha de ser un sólido polar de gran superficie (adsorbente). La fase móvil puede ser un gas o un líquido dando lugar a la cromatografía gas-sólido (CGS) o líquido-sólido (CLS).

El grado de adsorción varía según la naturaleza y superficie específica de los adsorbentes y naturaleza de los solutos. Los enlaces entre moléculas adsorbidas y el adsorbente han de ser débiles para que su fijación sea reversible, las uniones son debidas a fuerzas intermoleculares (interacciones dipolo-dipolo o puentes de hidrógeno). Como regla general, las polaridades del adsorbente y de los solutos han de ser opuestas.

Cromatografía líquido-sólido (CLS).

La fase estacionaria está constituida por un sólido polar poroso y que esta finamente granulado. La superficie específica contiene centros polares aptos para la adsorción de las moléculas polares presentes en la fase móvil. Al

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disminuir el tamaño de las partículas, el número de centros activos por unida es mayor, y la capacidad de adsorción se incrementa. El adsorbente más utilizado es gel de sílice aunque también se emplea alúmina activada. En el caso del gel de sílice la interacción se establece entre los grupos Si-OH y Si-O-Si, y los grupos funcionales polares de los compuestos orgánicos.

La fase móvil está constituida por un disolvente en el que los componentes de la mezcla deben ser al menos parcialmente solubles. La velocidad de elución de un compuesto se incrementa al aumentar la polaridad de la fase móvil y se puede utilizar un gradiente de polaridad aumentando con el tiempo la proporción del disolvente más polar.

Propiedades de los disolventes más comunes.

Disolvente

Fórmula química

Punto de ebullición

Constante dieléctrica

Densidad Disolventes no polares Hexano CH3-(CH2)4-CH3 69 °C 2,0 0,655 g/ml Benceno C6H6 80 °C 2,3 0,879 g/ml Tolueno C6H5-CH3 111 °C 2,4 0,867 g/ml Éter dietílico CH3CH2-O-CH2-CH3 35 °C 4,3 0,713 g/ml Cloroformo CHCl3 61 °C 4,8 1,498 g/ml Acetato de etilo CH3-C(=O)-O-CH2-CH3 77 °C 6,0 0,894 g/ml Disolventes polares apróticos 1,4-Dioxano CH2-CH2-O-CH2-CH2-O 101 °C 2,3 1,033 g/ml

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Tetrahidrofurano (THF) CH2-CH2-O-CH2-CH2 66 °C 7,5 0,886 g/ml Diclorometano (DCM) CH2Cl2 40 °C 9,1 1,326 g/ml Acetona CH3-C(=O)-CH3 56 °C 21 0,786 g/ml Acetonitrilo (MeCN) CH3-C≡N 82 °C 37 0,786 g/ml Dimetilformamida (DMF) H-C(=O)N(CH3)2 153 °C 38 0,944 g/ml Dimetil sulfóxido (DMSO) CH3-S(=O)-CH3 189 °C 47 1,092 g/ml Disolventes polares próticos Ácido acético CH3-C(=O)OH 118 °C 6,2 1,049 g/ml n-Butanol CH3-CH2-CH2-CH2-OH 118 °C 18 0,810 g/ml Isopropanol (IPA) CH3-CH(-OH)-CH3 82 °C 18 0,785 g/ml n-Propanol CH3-CH2-CH2-OH 97 °C 20 0,803 g/ml Etanol CH3-CH2-OH 79 °C 24 0,789 g/ml Metanol CH3-OH 65 °C 33 0,791 g/ml Ácido fórmico H-C(=O)OH 100 °C 58 1,21 g/ml Agua H-O-H 100 °C 82 1,000 g

La retención se realiza en base a la competencia que se establece entre el soluto a separar (S) y las moléculas de la fase móvil (M) por adsorberse a los centros activos polares (X) de la fase estacionaria. Así las moléculas de soluto se adsorben a los centros activos de la fase estacionaria y van siendo desplazados por las moléculas polares presentes en la fase móvil.

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Los tiempos de retención y la selectividad en la separación dependerán de la polaridad de los compuestos a separar (S), la naturaleza del adsorbente (X) y la naturaleza de los disolventes que componen la fase móvil (M).

Cromatografía en capa fina.

La cromatografía en capa fina se basa en la preparación de una capa, uniforme

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