11-Introduccion a La Cromatografia
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8/18/2019 11-Introduccion a La Cromatografia
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Introducción a la
CromatografíaQuímica Analítica
InstrumentalComisión B
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Temario
• Denición• Clasicación de las técnicas
cromatográcas• Qué es un cromatograma?• Parámetros de retención•
Eciencia• esolución• A!licaciones de la cromatografía
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Denición
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E"em!los
Cromatografía en Columna
CGL (Cromatógrafo deGases)HPLC (Cromatógrafo deLíquidos)
Cromatografía en Capa Fin
a
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#rigen de la cromatografía• $% T&'EET ()*+,-. &e!aración de me/clas de
!igmentos 0egetales en columnas rellenascon adsor1entes sólidos 2 sol0entes 0arios%
éter de
petróleo
CaCO3
mezla de pigmentos
pigmentos
separados
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Princi!ios 1ásicos
$uestra
3ase$ó0il
3aseEstacionaria
Detector
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Clasicación de las técnicascromatográcas
• &E456 7A 6AT8A7E9A DE 7A 3A&E $:;I7
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Clasicación de las técnicascromatográcas
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Clasicación de las técnicascromatográcas
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Clasicación de las técnicascromatográcas
&eg
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$ECA6I&$#&PATICI:6 # EPAT#
PE$EACI:6 E6
4E7E&
•
Líquido – Líquido• Gas – Líquido
• Las moléculas pequeñasquedan retenidas en losporos del gel• Las moléculas grandes nocaben en ellos y siguen surecorrido
Clasicación de las técnicascromatográcas
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Clasicación de las técnicascromatográcas
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Técnicas. Elución
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Técnicas. Elución
Tiempo
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Qué es un cromatograma?
Tiempo
AnálisisCualitativo
AnálisisCuantitativo
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Parámetros de retención. Tiem!o de retención (t-
$uestra
3aseEstacionaria
3ase$ó0il
Detector
Caudal
Volumende
retención
Tiem!o
TIE$P# (total-
-
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Parámetros de retención. Tiem!o muerto (t$-
TIE$P# (sin retención-
$uestra
3aseEstacionaria
3ase$ó0il
Detector
Tiem!o
Volumenmuerto
d i
-
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Par metros de retenci n. Tiem!o de retención a"ustado
(t=- TIE$P# (en la fase estacionaria-
$uestra
3aseEstacionaria
3ase$ó0il
Detector
Tiem!o
Volumende
retenciónajustado
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E>uili1rio de Distri1ución
• Constante deDistri1ución
• Ecuación3undamental de laCromatografíaFaseEstacionari
a
Fase Móvil
Soluto ↔ Soluto
[ ] [ ]MC
SC=móvilAestA=D
K //.
SV
DK +
MV=
R V
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Parámetros de retención.3actor de ca!acidad (=-
∞
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Parámetros de retención.3actor de selecti0idad (@-
( )( )
AR
BR
A
B
DA
DB
t
t=
k
k =
K
K =α
´
´
´
´
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Eciencia de la columnacromatográca
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EcienciaConsecuencias de una 1a"a eciencia.
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EcienciaCómo se mide?
• Teoría de los !latos teóricos (termodinámica-
• Teoría de las 0elocidades (cinética-
C#$PAA
Columnacromato%rá&c
aColumna de
destilación
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Eciencia Teoría cinética de la
cromatografía
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Ecuación de 0an Deemter !arala ETP
C)+)
B+A=
A, B y C son constantescaracterísticas de un sistema dado:
! efecto de caminos mltiples
! efecto de la difusi!n longitudinal
! efecto de la resistencia a latransferencia de masa
E/iste una velocidadóptima para operar
con cual#uiercolumna0 a la cual la
.E2 alcan3a un valorm4nimo
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Ecuación de ;an Deemter Término A (caminos m
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Ecuación de ;an Deemter Término B (difusión
longitudinal-
Direccióndel u"o
)
MD-2
=)
B
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Ecuación de ;an Deemter5rmino Cs 6trans7erencia demasa en la 7ase estacionaria8
5rmino Cm 6rans7erenciade masa en la 7ase móvil8
sD
2.
2k +"
k
&
2=sC
´)(
´
MD
2 */
=MC
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Ecuación de ;an Deemter
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Ecuación de ;an Deemter
E7ecto del porcentaje de7ase estacionaria
E7ecto del tama9o depart4cula de relleno
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Inuencia del caudal de la fasemó0il
BC2+A=im
CB=
*tim
min
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esolución
( ) ( )( )
BA
AR BR
S 1+1
tt2=R
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esolución
Si la relaciónde alturas es
similar
:s; 1= > $uena separación 6solapamientoin7erior a "?@8:s ; 1" > solapamiento de !!@:s ; "A= > separación insu&ciente
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esolución. elación entre s6 2
SR
"R t
2R t
=2
#
2#
"R t
2R t
=2
#+"#
"R t
2R t2
=SR ⇒)(
2
"R t
Mt
2R t+
Mt
2R t+
Mt
2SR "=
2
"R t
2R t
2R t
2SR "=
2
2#
2R t
"=2
! )´´
´()()(
:eempla3ando en )!B
+ntroducimos la de&nición de αB
"DK 2D
K
="k 2
k
="R t2R
t
=α ´
´
´
´
2
"α
α+
"R t
Mt
2SR "=
2 ! ) _
´(
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esolución. elación entre s6 2
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esolución
%
!
k +"
k
α
"α=R
2
2s )
´
´)((
Selectividad 6α80se relaciona conlos valores deretención relativa
y mide el poderdiscriminatorio delsistemacromato%rá&co
:etención 6kD80
mide la 7racciónde analitopresente en la FEy e/presa el poderde retención del
sistemacromato%rá&co
E&ciencia 6)80
mide la estrece3relativa de los picosmediante el nmerode platos teóricoscon #ue 7unciona lacolumna
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Tiem!o de análisis Fijar un valor de R S aceptable y determinar las
condiciones que permiten obtenerla en el menor tiempo posible análisis por tiempo mínimo
Sea t el tiempo de retención del soluto más retenido
4)"(4)"(4)"( k
u
NH k
u
Lk
M
t t +=+=+=
introduciendo la expresión del número de platos
2
"
2
2424"
2"
−
+=
α
α
k
k
S R N
−
+
=u
H
k
k
S Rt
2
"2
2
4
&
24"
2"α
α
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Análisis de los factores >ue inu2en enel tiem!o de análisis
Para , k, ! y u constantes, duplicar la resoluciónimplica cuadruplicar el tiempo de análisis"
Para una resolución dada, maximi#ar minimi#a el
tiempo de análisis
0$5"=α %%""
2
= −α α
"05"=α "20"
2
=
−α α
•
Infuencia del actorde capacidad k´
$ebe minimi#arse !%u, por lo tanto es muy importante minimi#ar el
t&rmino de trans'erencia de materia (
El 1l l d l
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El !ro1lema general de laelución
Efecto de la tem!eratura so1re
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Efecto de la tem!eratura so1reel desarrollo de un
cromatograma• (a- corrida isotérmica a FGC• (1- corrida isotérmica a
)FGC• (c- !rograma de tem!eratura
de ,+G a )H+GC• Para muestras cu2os
com!onentes !resentan unam!lio inter0alo de
tem!eraturas de e1ullición%es con0eniente em!lear una
programación de
temperatura%• &e aumenta la tem!eratura
de la columna de formacontinua o !or eta!as almismo tiem!o >ue tiene
lugar la se!aración%
ó
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;enta"as de una elución congradiente en P7C