Integrantes:Albertos Pérez Mauricio

Chac Chan AnaPérez Muñoz SharonQue López Fernando

Ramos Varguez AlejandraHernández Gamboa Emily

Métodos Ópticos, Electroquímicos y Cromatográficos

“Historia y Evolución de las columnas Capilares y su impacto en la Cromatografía de Gases”

• Para la aplicación de la técnica cromatografía se requiere una cuidadosa selección de la columna cromatografía a emplear.

• Su rapidez y buena resolución se han aplicado al análisis de mezclas complejas de hidrocarburos, pesticidas en el suelo, drogas en sangre, solventes de uso industrial.

En cromatografía de gases:• La fase estacionaria es un liquido no volátil, pero también puede

ser un solido.• Analito: gas o líquido volátil.

Cromatografía de gases

Fase estacionaria En Cromatografía de gases la FE puede ser

Un sólido adsorbente Un líquido retenido en un soporte líquido (columna empaquetada) o impregnando las paredes de una columna capilar (columna

abierta)

Columna capilarSon utilizadas fases

inmovilizadas, también denominadas enlazadas o no

extraíbles.

ClasificaciónColumnas

Cromatográficas

Empaquetadas o de Relleno

Tubulares Abiertas o Capilares

Columnas Cromatográficas Empaquetadas

Columnas Empaquetadas

o de Relleno

Consisten en un tubo de un diámetro que

varía entre 2 y 5mm y con una longitud que oscila entre 1 y 15m. Se enrollan para que puedan colocarse en

el equipo.

En el interior del tubo, se encuentra la fase estacionaria en forma de un líquido soportado sobre un material adecuado

finamente pulverizado

El diámetro de las partículas del relleno debe ser, mínimo 10

veces inferior al diámetro del tubo El relleno, se

encuentra en el interior del tubo por medio de tapones de algún material poroso

situado en los extremos

La longitud y la eficacia de este tipo

de columnas, se encuentra limitada

debido a la caída de presión del gas

portador entre cabeza y salida de la

columna.

Columna Capilar

Columna Tubular

abierta o Capilar

Está formada por un tubo de un diámetro entre 0.2 y 0.8mm.

En la pared interna se

encuentra la fase estacionaria.

Según sea la forma en que se dispone la

fase estacionaria sobre la pared del tubo, se distinguen

dos tipos de columnas.

Columnas tubulares abiertas o capilares

Columnas WCOT (Wall

Coated Open Tubular)

Columnas PLOT (Porous Layer Open

Tubular)

WCOT

De uso más frecuente.

La fase estacionaria se encuentra formando una

película líquida sobre las paredes del tubo

PLOT

La pared interna del tubo está recubierta por una capa de un soporte adsorbente

Si a su vez, el soporte contiene una

fase estacionaria Líquida, se denominan

Columnas SCOT (Support Coated Open Tubular)

Evolución de las columnas capilares con el tiempo

Columnas de fases estacionarias inmovilizadas

Columnas de sílice fundido

Columnas capilares de vidrio

Columnas de tubería plástica

Columnas de metal

Fase estacionaria

Separaciones

Muestra

Fase estacionaria

Fase móvil inerte

Propiedades que debería cumplir una fase estacionaria

Rango de temperatura

amplio (idealmente entre -60 y

400ª C)

Presiòn de vapor baja

Térmicamente estable

Baja viscosidad Mojar bien el soporte Adherencia

Selectiva

A nivel molecular, la retención de un soluto por parte de la fase estacionaria puede ser debido a cualquier tipo de fuerzas

intermoleculares:Fuerzas de dispersión

(Fuerzas de London)

Fuerzas de inducción

(Fuerzas de Bebye)

Fuerzas de orientación (Fuerzas de

Keesom)

Fuerzas donador-

aceptador.

•Fuerzas de dispersión (Fuerzas de London)

•Fuerzas donador-aceptador

Compuestos no

polares

•Fuerzas de inducción (Fuerzas de Bebye)

•Fuerzas de orientación (Fuerzas de Keesom)

Compuestos Polares

Fases estacionarias comúnmente utilizadas

1. Hidrocarburos:

Las únicas fuerzas de interacción de estas fases son las de dispersión. Por lo que, compuestos cromatografiados eluirán en orden de volatilidad) o si son compuestos muy polares, en orden inverso a su hidrofobicidad.

2. Polisiloxanos:

También llamados siliconas, son las fases más utilizadas por su elevada estabilidad térmica y a la posibilidad de modificar químicamente su estructura de base para obtener fases con diferentes polaridades y selectividades. Su estructura base es:

Donde R puede corresponder a grupos metilo, vinilo, cianoetilo, entre otros

importantes.

3. Polifeniléteres:

Son fases estacionarias moderadamente polares, químicamente bien caracterizadas y de utilidad para realizar muchas separaciones. Su volatilidad es extraordinariamente baja dado su pequeño peso molecular. Su estructura base es:

4. Poliésteres:

Son fases moderadamente polares. Las columnas que las incluyen presentan el problema de estaca estabilidad ya que estos grupos son fácilmente hidrolizables y son muy sensibles a la oxidación, por lo que su uso ha disminuido bastante. Su estructura base es:

5. Polietilenglicoles:

Son fases estacionarias muy útiles para la separación de compuestos polares y con posibilidades de formación de enlaces hidrógeno. Este tipo de fases se preparan por polimerización del óxido de etileno, lo que da lugar a la estructura:

Los polímeros así formados se separan en fracciones de diferente peso molecular promedio, lo que da lugar a todo el rango de fases estacionarias de este tipo.

El factor fundamental en este tipo de fases es la concentración de grupos hidroxilo, y en mucho menos grado, el peso molecular promedio de la fase.

6. Fase estacionaria ligada:

El factor de la temperatura influye en las fases estacionarias de baja viscosidad, en la tendencia a ser arrastradas por a corriente del gas portador a medida que la viscosidad de la fase va disminuyendo por efecto de la temperatura. Para evitar este problema, se suele inmovilizar químicamente la fase estacionaria.

La fases inmovilizadas (FI) deben formar películas física y térmicamente estables.

Resistentes al paso de la fase móvil y a altas temperaturas.

Método más utilizado para conseguir FI:

entrecruzamiento por radicales libres de las cadenas de polímeros (siliconas), usando peróxidos, azocompuestos o radiación gamma como generadores de dichos radicales, de forma que se insolubilizan los polisiloxanos.

Evita preparar columnas térmicamente estables con fases de media o baja viscosidad, la cual disminuye aun más al aumentar la temperatura, aumentando su movilidad y rompiéndose la película estacionaria, dando lugar a la formación de pequeñas gotitas.

Fases estacionarias inmovilizadas

La permeabilidad de las columnas tubulares

hacia los gases es mayor que las de las

columnas empaquetadas

El uso de este tipo de columnas es debido a que la elevada eficacia que ofrece permite la

separación de mezclas muy complejas con

relativa facilidad

La eficacia, permite conseguir buenas resoluciones sin recurrir a fases

estacionarias de gran selectividad

Su principal inconveniente es su

pequeña capacidad de carga, obliga a utilizar sistemas de inyección

especiales y detectores de alta sensibilidad

Utilidades y atributos de las Columnas Capilares

Elección de la Columna

1.- Búsqueda de metodologías existentes

2.- Utilización de Columnas capilares

3.- Utilización de columnas empaquetadas

4.- Utilización de Fases mixtas

ConclusiónEn los últimos años se han desarrollado

métodos cromatográficos con el fin de…

RESOLUCIÓN /ALTO RENDIMIENTO.

TIEMPO

REDUCCIÓN DE COSTOS DE SEPARACIONES QUIRALES.

VENTAJASColumnas capilares sobre columnas de

empaquetamiento.Mayor resolución

Mayor número de platos teóricos por metro de columna

Menor resistencia al flujo de gas por lo que pueden ser más largas que las empaquetadas

LIMITACIONESPequeños diámetros de columna que implican el uso de inyectores especiales

Uso de flujos auxiliares y reguladores de presiónAceptan una menor cantidad de muestra

Referencias 1. Raviña, R. E. Medicamentos: Un viaje a lo largo

de la evolución histórica del descubrimiento de los fármacos, 1a ed.; Universidad de Santiago de Compostela: España, 2008; pp 797.

2. Gutiérrez, A. J. Cromatografía de Gases, 1a ed.; Museo Nacional de Ciencias Naturales: España; pp 25 – 37.

3. Quiros, B. M. Principios y aplicaciones de la cromatografía de gases. Universidad de Costa Rica: Costa Rica, 2006; pp 11 - 13.

4. Harris, D. C. Análisis Químico Cuantitativo; Reverté: 2007; pp 579.

5. Skoog D. A.; Fundamentos de química analítica; Reverté: España, 1997; pp 692.

6. Varcárcel Cases, M., Gomez Hens, A. Técnicas analíticas de separación. Reverté: España, 1999; pp 639.

7. Ettre, L. S. Evolution of Capillary Columns for Gas Chromatography; Milestones in Chromatography; pp 52 – 56.