CROMATOGRAFIA DE GASES

CROMATOGRAFIA DE
GASES
INTRODUCCION
frc
INTRODUCCION
„ La
cromatografía es un método
de separación de mezclas
moleculares
0
5
10
tiempo (min)
frc
15
20
SEPARACION
PARA SEPARAR
BASICAMENTE
ALTERNATIVAS:
„Separaciones
SE
EMPLEAN
TRES
mecánicas
„Procesos cinéticos y electrocinéticos
„Equilibrios de distribución entre dos
fases
frc
CLASIFICACION
La cromatografía es una
técnica de separación
basada
en
el
intercambio
de
los
solutos entre dos fases
frc
TECNICAS CLASICAS
TECNICAS CLASICAS DE SEPARACION ENTRE DOS
FASES
frc
Técnica
Fases empleadas
Precipitación
líquido/sólido
Extracción
líquido/líquido
Intercambio iónico
líquido/sólido
Destilación
líquido/vapor
FASES EN
CROMATOGRAFIA
LAS FASES EMPLEADAS
EN
CROMATOGRAFIA
SE DENOMINAN FASE
MÓVIL
Y
FASE
ESTACIONARIA
frc
FASE MOVIL
La fase móvil es un
fluido:
„ líquido
„ gas
„ fluido supercrítico
frc
FASE ESTACIONARIA
La fase estacionaria tiene un
cociente (Area superficial/Volumen)
muy elevado:
„Sólido
„líquido
frc
CLASIFICACION
CLASIFICACION DE LAS TECNICAS CROMATOGRAFICAS
FASE MÓVIL
FASE ESTACIONARIA
TÉCNICA
EMPACADA
SÓLIDO
(CGS)
SCOT
CAPILAR
CROMATOGRAFÍA
DE GASES (CG)
PLOT
EMPACADA
WIDEWIDE-BORE
LÍQUIDO
(CGL)
CROMATOGRAFIA DE
LÍQUIDOS (CL)
SÓLIDO
(CLS)
CAPILAR
NARROW BORE
PLACA FINA
ULTRAULTRA-CAPILAR
HPTLC
PERMEACIÓN
EN GEL
EXCLUSIÓN
FILTRACIÓN
EN GEL
INTERCAMBIO
IÓNICO
HPLC NORMAL
PAPEL
CROMATOGRAFIA DE
FLUIDOS SUPERCRÍTICOS
(CFSC)
frc
LÍQUIDO
(CLL)
HPLC FASE
INVERSA
HPTLC FASE
INVERSA
PROCESO CROMATOGRAFICO
„
„
El lecho cromatográfico puede ser
abierto (placa) o cerrado (columna).
La fase móvil fluye a lo largo del lecho
cromatográfico en contacto con la fase
estacionaria.
COLUMNA
FASE ESTACIONARIA
FASE
FASEMÓVIL
MÓVIL
FASE
FASEMÓVIL
MÓVIL
FASE ESTACIONARIA
COLUMNA
frc
FASE
FASEMÓVIL
MÓVIL
PROCESO CROMATOGRAFICO
La fase móvil fluye, arrastrando
consigo los solutos.
„ Los solutos se reparten entre
ambas fases
„
Fase
Fase
estacionaria
estacionaria
frc
Muestra
Muestra
Fase
Fase
móvil
móvil
PROCESO CROMATOGRAFICO
„
AL ALIMENTAR LA MUESTRA AL
SISTEMA, LOS SOLUTOS SE
REPARTEN ENTRE LAS DOS
FASES.
Fase móvil
t0
t0
Fase estacionaria
frc
Fase móvil
Fase estacionaria
PROCESO CROMATOGRAFICO
„
„
LAS MOLECULAS DE SOLUTO EN
FASE ESTACIONARIA SE ESTANCAN
LAS MOLECULAS EN FASE MOVIL
AVANZAN CON ELLA
Fase móvil
t1
t1
Fase estacionaria
frc
Fase móvil
Fase estacionaria
PROCESO CROMATOGRAFICO
„
LA VELOCIDAD DEL SOLUTO
VARIA INVERSAMENTE CON LA
AFINIDAD POR LA FASE
ESTACIONARIA.
F. móvil
F. estacionaria
frc
SEPARACION DE SOLUTOS
„
LOS COMPONENTES CON
CONSTANTES DE REPARTO
DIFERENTES SE SEPARARÁN.
Fase móvil
t0
Fase estacionaria
frc
SEPARACION DE SOLUTOS
Fase móvil
t1
Fase estacionaria
Fase móvil
t2
Fase estacionaria
Fase móvil
t3
Fase estacionaria
frc
CROMATOGRAFIA DE
GASES
„
„
„
Se opera en columna
Se trabaja por elución
Separa:
• mezclas complejas (poder de separación)
• solutos muy parecidos (resolución)
„
„
„
„
frc
Es rápida (minutos)
Usa poca muestra (µL)
Utiliza instrumentación especial
Proporciona información cualitativa y
cuantitativa
ELUCION
„
„
„
„
frc
La muestra se aplica al principio de la
columna como una banda fina.
El eluyente tiene una menor afinidad
por la fase estacionaria que los solutos.
Los solutos a vanzan por el sistema a
velocidades diferentes, menores a la de
la fase móvil.
Los solutos se separan en bandas y
estas salen (eluyen) por el final de la
columna.
REQUISITOS DE LA MUESTRA.
„
„
„
frc
Debe tener una presión de vapor
apreciable a la temperatura de
operación. (pv ≥ 1 torr, @ Tmax ≤ 450ºC).
No debe ser termolábil (formación de
derivados).
No debe reaccionar con ningún
componente del sistema
(instrumentación con superficies
internas inertes).
TEMARIO
Se estudiarán los siguientes aspectos:
„ Fundamentos:
• Definiciones básicas
• Aspectos teóricos
„ Instrumentación
• Elementos básicos
• Columnas capilares
• Inyectores
• Detectores, sistemas acoplados.
frc
TEMARIO
„
Manejo de resultados:
• Análisis Cualitativo
• Análisis Cuantitativo
Tratamiento de muestras
„ Aplicaciones especiales
„
• Alta temperatura
• Alta velocidad
frc
INSTRUMENTACION BASICA
ELEMENTOS DE UN CROMATOGRAFO
Horno
Gas
acarreador
Control
de flujo
Inyección
de muestra
Columna
Detección
Registro
y proceso
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GAS DE ARRASTRE
„
Requisitos:
• Baja viscosidad (bajo
PM)
• Inerte
• Seguro
• Alta pureza
• Económico
frc
GAS DE ARRASTRE
Gases más usados:
„ Hidrógeno (máxima eficiencia
con columnas capilares)
„ Helio (sistemas acoplados)
„ Nitrógeno (empacadas)
frc
CONTROL DE FLUJO
Válvulas:
De aguja (restricción al flujo), ∆p
„ Reguladores de presión. (Psal cte.)
„ Diferenciales de flujo. (flujo másico
cte.)
„
frc
CONTROL DE FLUJO
Válvulas:
„
frc
De aguja (restricción al flujo), ∆p
CONTROL DE FLUJO
Válvulas:
De aguja (restricción al flujo), ∆p
„ Reguladores de presión. (Psal cte.)
„
frc
INYECCION DE MUESTRA
Gas acarreador
Septum
Columna
Jeringa
con muestra
frc
Zona calentada
TIPOS DE COLUMNAS
„
Empacadas
• Baja eficiencia
„
Capilares
• Vidrio
• Sílice fundida
– WCOT (CGL)
– PLOT (CGS)
frc
HORNO CROMATOGRAFICO
La temperatura de la columna es un
parámetro básico:
mayor temperatura
mayor presión de vapor
análisis mas rápidos
menor separación
frc
DETECTORES
Columna
Detector
• Sensor en línea
• Mide alguna propiedad del
eluyente, o del soluto.
• Genera una señal eléctrica.
• La señal es proporcional a
la concentración de soluto.
frc
REGISTRO Y PROCESO
Diferentes alternativas:
• Registrador
– costoso
– lento y con pobre calidad de resultados.
• Integrador
– Basado en los 1°’s microprocesadores.
• Computadora con Tarjetas A/D
– Permite optimizar la calidad de los
resultados, y reprocesarlos cuanto se
necesite.
frc