Tecnicas separativas

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TECNICAS SEPARATIVAS
Precipitación. líquido - líquido Extracción
en fase sólida Destilación Cromatografía
Clasificación
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Proceso Cromatográfico (1)
Proceso físico - químico que rige la separación
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Proceso Cromatográfico (2)
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(cromatografía líquida)
(cromatografía de capa fina o sobre papel)

CROMATOGRAFIA SOBRE COLUMNA
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(No Transcript)
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Análisis cualitativo cromatográfico
Los parámetros cromatográficos que se utilizan en
el análisis cualitativo son dos tiempo de
retención(tR) y volumen de retención (vR)
Procedimiento ambos parámetros han de ser
comparados con los de una sustancia patrón
Inconvenientes No se tiene siempre certeza de
que ambos parámetros sean reproducibles, ni aún
manteniendo condiciones de trabajo constantes. Es
preferible utilizar valores relativos, en vez de
absolutos.
Bajo condiciones de flujo de fase móvil Fc
constante
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Tiempo de retención
tiempo de retención ajustado tr tr - tm
retención relativa ? tr2 / tr1
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CROMATOGRAFIA PLANA
Es muy semejante a la Cromatografía líquida tanto
en aplicaciones como en funcionamiento
La fase móvil se mueve por capilaridad,
gravedad o bajo la acción de un campo eléctrico
(electro-cromatografía)
a - distancia recorrida por el analito. b -
distancia recorrida por el frente
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Fase Estacionaria (1)
Partición La fase estacionaria es líquida,
sobre un soporte sólido inerte. 1 - Común
(Agua) 2 - Reversa o Inversa (parafina)
El papel contiene un 20 de agua retenido
aunque nosotros lo notemos seco, esa es la fase
estacionaria.
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Fase Estacionaria (2)
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Fase Estacionaria (3)
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Fase Móvil
Polaridad
Acidos carboxílicos Alcoholes Aminas Tioles Aldehi
dos Cetonas Esteres Eteres
COOH OH NH2 SH CHO CO
COOR OCH3 Hidrocarburos No Saturados Hidrocarb
uros Saturados
Alta
Baja
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Cromatografía de capa fina (1)
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Revelado (1)
Revelado Difiere de acuerdo al objetivo planteado
Clasificación de reveladores
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Revelado (2)
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Cromatografía Cuantitativa
Estimación del área de la mancha (por medida,
pesada) Determinación indirecta (raspado y
valoración) Determinación directa (Densitómetro)
Fuente de luz
Detector
Placa cromatográfica
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Cromatografía Sobre Columna

• Cromatografía Gas- Líquido
• Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC)

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Fundamento
Todo el proceso de separación acontece en la
columna
A la salida de la columna existe un detector
que detecta cada componente eluído
La respuesta adopta la forma de un pico mas o
menos Gaussiano.
La separación es tanto mas eficaz cuanto mas
resueltos aparezcan los picos.
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INSTRUMENTACIÓN
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CROMATOGRAFIA DE GASES (G.C.)
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Columnas (1)
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Columnas (2)
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Gases Portadores
La elección de la fase móvil influye en el
funcionamiento de la columna y el detector. Los
gases más utilizados son H2, He y N2. Los
flujos son distintos, mientras que el de N2 es
10 cm/s, el H2 y el He pueden utilizarse a un
flujo mayor.
Por lo tanto se debe mantener el el flujo del gas
portador a una velocidad constante.
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Inyección de la muestra (1)
La muestra se inyecta con un jeringa a través de
un septum de goma y se vaporiza. Generalmente 0.1
a 10 ?L. Se controla la temperatura del horno de
inyección. Para columnas tubulares se usan
puertos de inyección más elaborados pues no
pueden manejarse muestras tan grande.
La inyección se fracciona Sólo el 0.1 a 10 del
volumen de 0.1 a 2 ?L de muestra inyectada llega
a la columna el resto se elimina.
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(CG)
Ejemplos Conductividad térmica (
general-no destructivo) Ionización
en llama (destructivo) Captura
electrónica (específico-no destructivo)
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Detector de Conductividad Térmica (1)
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Detector de Conductividad Térmica (2)
Consiste en un filamento caliente de
tungsteno. La resistencia eléctrica del filamento
aumenta con su temperatura.
Cuando de la columna emerge un soluto, la
conductividad térmica de la corriente de gas
disminuye, de modo que el filamento se enfría,
baja la resistencia y se observa un cambio en la
señal de salida.
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Detector de Conductividad Térmica (3)
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Detector de Ionización de Llama (1)
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Detector de Ionización de Llama (2)
Los átomos de carbono de compuestos orgánicos
pueden producir radicales CH, los cuales a su vez
producen iones CHO en la llama
Sólo uno de cada 10 000 átomos produce un ión.
No es sensible a CO2, H2O y NH3
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Otros detectores (1)
Detector de captura de electrones
El N2 que entra al detector es ionizado por
electrones de alta energía (rayos ?) que se
emiten de una lámina delgada que contiene 63Ni o
3H. Se produce una corriente hacia el ánodo
constante. Cuando llega una molécula de analito
con alta afinidad electrónica, capturan algunos
de los electrones y la corriente hacia el ánodo
disminuye.
Es especialmente sensible a moléculas que
contienen halógenos, grupos carbonilo conjugados,
grupos nitrilo, compuestos nitro y compuestos
organometálicos.
No es sensible a hidrocarburos, alcoholes y
cetonas.
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Otros detectores (2)
Detector fotométrico de llama
Es un fotómetro de emisión óptica, útil para el
análisis de compuestos que contienen fósforo (536
nm) y azufre (394 nm).
Espectrofotómetros de masa
Espectrofotómetros de infrarrojo de transformada
de Fourier
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Métodos Analíticos (1)
Análisis Cualitativo
Comparar el tiempo de retención del pico del
problema con el de un patrón.
Se agrega al problema una muestra conocida. Si el
tiempo de retención es idéntico al de un
componente del problema, el área de ese pico
aumentará.
Se debe identificar en dos o más tipos de
columnas.
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Métodos Analíticos (2)
Análisis Cuantitativo
El área de un pico es proporcional a la cantidad
de ese componente.
1- Los cromatógrafos modernos tienen integradores
y computadoras que calculan las áreas
2- Planímetro.
3- Para un pico gaussiano, el producto de la
altura por el ancho medido a la altura media es
igual al 84 del área total
4- Puede dibujarse un triángulo con dos lados
tangentes a los puntos de inflexión en cada lado
del pico. El área es 96 del área de un pico
gaussiano.
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Métodos Analíticos (3)
Cómo los detectores no responden de la misma
manera a todos los solutos, debe medirse un
factor de respuesta empírico F
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INSTRUMENTACIÓN
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Fase estacionaria
Todos los tipos de cromatografía pueden
realizarse en el modo de alta resolución.
Un soporte común es el partículas microporosas de
sílice con diámetro de 5 a 10 ?m.
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Disolventes
Los disolventes utilizados deben ser muy puros.
Se puede utilizar un solo disolvente (elección
isocrática).
Se puede cambiar un solo disolvente por otro
luego de un tiempo apropiado.
Se puede cambiar continuamente de composición del
disolvente (elección por gradiente).
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Bombas
La calidad de una bomba es determinada por el
grado de estabilidad y reproducibilidad del flujo
que genera
Se trabaja hasta 10 mL/min a presiones hasta de
40 Mpa (400 atm)
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Válvula de Inyección
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HPLC
(Detector de índice de refracción)
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Detector Ultravioleta (1)
Celda de flujo 0.5 cm de camino óptico y 10 ?L
de capacidad
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Detector Ultravioleta (2)
Es el detector más utilizado, porque muchos
solutos absorben dicha radiación y es bastante
sensible a ella
El sistema más simple emplea la emisión a 254 nm
de una lámpara de mercurio y detección a una sola
longitud de onda.
También se utilizan una lámpara de deuterio y un
monocromador para mediciones a longitud de onda
variable.
El intervalo lineal comprende cinco órdenes de
magnitud de concentración de soluto
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Detector de Índice de Refracción
Es casi universal, responde a casi cualquier
soluto.
La sensibilidad es unas mil veces menor que la de
un detector ultravioleta, y no es útil en
gradiente.
Detector Electroquímico
Es bastante selectivo, porque sólo cientos
analitos se oxidan o se reducen con facilidad.
Pueden detectarse por oxidación fenoles, aminas
aromáticas, peróxido y mercaptanos. Y por
reducción cetonas, aldehidos y nitrilos.
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Otros detectores
Límite de detección
Util con gradiente?
Detector
ultravioleta 0.1 - 1 si índice de
refracción 100 - 1000 no electroquímico
0.01 - 1 no fluorescencia 0.001 -
0.01 si conductividad 0.5 -
1 no espectrofotometría de masa 0.1 -
1 si infrarrojo de tranformada de Fourier
1000 si
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CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA vs CROMATOGRAFIA DE GASES
Son al día de hoy dos poderosísimas herramientas
de análisis Ambas admiten acoplamiento con otras
técnicas de detección (hibridación de técnicas,
por ejemplo con espectrometría de masas o
plasmas..etc) La cromatografía de gases,
requiere muestras gaseosas o fácilmente
volatilizables. El resto de muestras que no
poseen esas características pueden ser analizadas
por HPLC.
Ambas técnicas por su versatilidad, y por las
diversas posibilidades que ofrece la selección de
la columna cromatográfica, permiten
abordar análisis de multicomponentes en muestras
de diversa procedencia, con elevada precisión y
sensibilidad (dependiendo del detector).
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EJEMPLO CG