Invención de la Cromatografía
Mikhail Tswett Botánico Ruso (1872-1919)
Mikhail Tswett
Inventa la cromatografía en 1901 durante su investigación con pigmentos vegetales.
Utilizó la técnica para separar varios pigmentos vegetales como clorofilas, xantofilas y los carotenoides.
CROMATOGRAFÍA
LÍQUIDOS
PLANAR COLUMNA
IEC SEC
FLUIDO SUPERCRÍTICO
BPC
TLC PC
GASES
GSC GLC
LSC
BPC-NP GPC GFC BPC-RP
Ley de Distribución (Reparto) • Una sustancia (ácido benzóico HB) que se reparte entre
dos disolventes inmiscibles entre sí acorde con:
O2H
org
CC
K =[ ][ ] O2H
orgD HB
HBK =
HB ⇔ H+ + B- [ ] [ ]
[ ] O2H
O2HO2Ha HB
BHK−+
=
[ ][ ] O2H
org
HB.concHB.conc
D = [ ][ ] [ ] O2HO2H
org
BHBHB
D −+=
Ley de Distribución (Reparto)
[ ]
[ ] [ ]
+
=
+O2H
O2H
org
HKa1HB
HBD
a pH = 3 9.93
101105.61
100
3
5=
××
+=
−
−D
a pH = 5 3.13
101105.61
100D
5
5=
××
+=
−
−
a pH = 7 15.0
101105.61
100D
7
5=
××
+=
−
−
si Kd=100 y Ka=6.5x10-5
[ ]
+
=
+O2HH
Ka1
KdD
Extracciones sucesivas • Si queremos extraer 4 g de ácido
butírico de 500 mL de H2O usando 500 mL de eter, donde Kd=3.0
( )5.0/X
5.0/X40.3CCKd O2Horg−
===
X = 1.0
3.0g
1.0g
Recobro – 75%
Extracciones sucesivas
250 mL 250 mL
500 mL 500 mL
2.40g
1.60g
0.96g
0.64g
colectar
transferir
colectado = 3.36g quedan = 0.64g
Recobro – 84%
LÍQUIDOS
PLANAR COLUMNA
IEC SEC
FLUIDO SUPERCRÍTICO
BPC
TLC PC
GASES
GLC
LSC
BPC-NP GPC GFC BPC-RP
GSC
CROMATOGRAFÍA
COLUMNAS CAPILARES Y EMPACADAS
Soporte Sólido Fase Líquida
1/8" OD Columna empacada
0.25 mm ID Capilar o
WCOT
EQUIPO DE CG Regulador
de dos etapas
Cilindro de gas
Gas Portador
Puerto de Inyección
Columna
Detector
Registrador
UN CROMATOGRAMA TÍPICO .
Tiempo de retención (tr)
Área de pico Altura de pico
Inyección
Res
pues
ta d
el d
etec
tor
línea base
Tiempo
VENTAJAS DE CG
•Alta Resolución
•Alta Velocidad
•Alta Sensibilidad
•Alta precisión
•Cuantitativa
•Fácil, Bien Conocida
VENTAJAS DE CG ALTA VELOCIDAD, ALTA SENSIBILIDAD
1 2 3 4
Metil Paratión 3pg
Malatión 3pg
Etion 3pg
Minutos
CG CUANTITATIVA
Componente Conc. Determinado Error Peso Real por CG (%) ± 1 SD Relativo
n-C-10 11.66 11.54 ± .02 0.1% n-C-11 16.94 16.91 ± .02 0.2% n-C-12 33.14 33.17 ± .02 0.1% n-C-13 38.26 38.38 ± .03 0.3%
LIMITACIONES DE GC • La muestra debe ser volátil
• Las muestras “sucias” requieren limpieza
• Se debe usar otro instrumento (ej EM) para confirmar la identidad
• Se requiere de entrenamiento/experiencia
MUESTRAS PARA CG
•Gases, líquidos o sólidos
•Peso Molecular entre 2 a ~ 800
•Orgánico o Inorgánico
•¡La muestra debe ser volátil!
ANÁLISIS CUALITATIVO
estándares t r (MEK)
Metanol MEK
Tolueno
Desconocido=?
tr (x)
Conclusión (x) = MEK
(x) Muestra
CG/ ESPECTRÓMETRO DE MASAS Espectrómetro de masas
Computadora
Espectro de masas
Muestra concentrada
Al Vacío
Gas Portador Muestra
Efluente CG
TÉRMINOS CG - - TIEMPO DE RETENCIÓN
tr = Tiempo de retención to = Tiempo “muerto” t‘r = tr – to = Tiempo de Retención Ajustado
EFICIENCIA– PLATOS TEÓRICOS, N
tr
Inyección
W h
W b
• Platos teóricos :
N = 16 tR
wb
2
= 5.545 tR
wh
2
to
t’r
ALTURA EQUIVALENTE A UN PLATO TEÓRICO - - HETP
L = LARGO DE LA COLUMNA
N = NÚMERO DE PLATOS TEÓRICOS
HETP = H =Lc
N
FACTOR DE RETENCIÓN (FACTOR DE CAPACIDAD)
•
0 1 2 3 4 Tiempo (mins)
Solvente
k=1
k=2
k=3
to=1
t’r=1
otrtk
''
=
K en el intervalo de 2 a 20 •Nota: k inversamente proporcional a la temp.
FACTOR DE SEPARACIÓN SELECTIVIDAD
Inyección
to
t' r(A)
t' r(B)
Soluto A Soluto B
TIEMPO
t’r(A)
α =
t’r(B)
k(B)
k(A)
=
EFECTO DE N, y α SOBRE R
REFERENCIA
AUMENTO DE LA EFICIENCIA (>N) MISMA SELECTIVIDAD (α)
MAYOR R
AUMENTO DE SELECTIVIDAD (>α) MISMA EFICIENCIA (N)
MAYOR R
ECUACIÓN MAESTRA DE LA RESOLUCIÓN
•LA RESOLUCIÓN (RS) ES UNA FUNCIÓN DE TRES FACTORES
CAPACIDAD SELECTIVIDAD EFICIENCIA
41
1N
kkRs ⋅
−
⋅
+=
αα