Analisis instrumental

1. LA CROMATOGRAFÍA DEGASES Y LIQUIDO
INTEGRANTES
ALVARO ORTIZ
SAMIR VARGAS
CARLOS DAZA
YEIRON FIGUEROA
VANESSA PALLARES
UPC
ING. AGROINDUSTRIAL
VALLEDUPAR
2017

2. INTRODUCCIÓN A LA CROMATOGRAFÍA DE GASES
Introducción alacromatografía.
 Definición
 Principiosbásicos
CromatografíadeGases
 Campo deaplicación
 Partesdeun cromatógrafo degases
LA CROMATOGRAFÍA DEGASES Y SUS
APLICACIONES

3. INTRODUCCIÓN A LA CROMATOGRAFÍA
Definición
“Técnicaquepermite
separar loscomponentesde
unamuestradebido asu
diferenteafinidad entredos
fasesinmisciblesentresí,
unaestacionaria(liquidao
sólida) y otramóvil (gaso
líquida)”
to
t1
t2
A B
A B
Flujo de fase móvil

4. La muestra se introduce en la fase móvil y es
transportada a lo largo de la columna que contiene
unafaseestacionariadistribuida.
Las especies de la muestra experimentan
interacciones repetidas (repartos) entre la fase móvil
y lafaseestacionaria.
Cuando ambas fases se han escogido de forma
adecuada, los componentes de la muestra se separan
gradualmenteen bandasen lafasemóvil.

5. Los componentes abandonan la columna en orden
crecientedeinteracción con lafaseestacionaria.
La amplia gama de selección de materiales para la
fase móvil y la estacionaria permite separar
moléculas que difieren muy poco en sus propiedades
físicasy químicas.

6. Clasificación de los métodos cromatográficos
Cromatografía
Cromatografíadegases Cromatografíadelíquidos
Gas –Líquido
GLC
Gas –Sólido
GSC
Líquido –Líquido
LLC
Líquido –Sólido
LSC
Intercambio
iónico
IEC
Exclusión
EC
Casosparticulares:
Intercambio Iónico: Loscomponentesiónicosdelamuestraseseparan por el
intercambio selectivo con contraionesdelafaseestacionaria
Exclusión: Lafaseestacionariaproporcionaunaclasificación demoléculasbasada
en lageometríay el tamaño molecular

7. Comportamiento cromatográfico de los
compuestos
• El comportamiento cromatográfico deun componente
deunamuestrapuededescribirsedediversasformas:
– VRVolumen de retención
Volumen defasemóvil necesario paratransportar
labandadeun componentedesdeel punto de
inyección, atravésdelacolumna, hastael detector
(en el máximo depico del componente)

8. – tRtiempo de retención
Tiempo necesario paraqueel componente, una
vez inyectado paseatravésdelacolumnay
alcanceel detector (en el máximo depico del
componente)
– k´ razón de reparto
Esunamedidadel tiempo queel componenteestá
en lafaseestacionariaen relación con el tiempo
queestáen lafasemóvil

9. to
t1
t2
A B
A B
Flujo de fase móvil
tB
A B
tA
A
Señal
tiempo
to
t1
t2
tB
tA

10. k´ razón de reparto
tR – tM VR - VM
k´= =
Señal
tiempo
to
tB
tA
tM VM
DondetMesel tiempo de
retención de
un compuesto queno
interaccionaracon
lafaseestacionariay tR esel
tiempo de
retención del compuesto de
interés. Lo
mismo sepuedeexpresar en
relación con
Losvolúmenesderetención.

11. El objetivo de la cromatografía es doble:
•Separar losdistintoscomponentesdelamuestra
•Identificar loscomponentespreviamenteseparados
Separar losdistintoscomponentesdela
muestra
Selectividad y eficiencia
Buena selectividad
Eficiencia baja
Baja selectividad
Buena eficiencia
Buena selectividad
Buena eficiencia

12. IDENTIFICARLOS COMPONENTES PREVIAMENTE
SEPARADOS
• Selección de detectores adecuados que
permitan el análisis cualitativo.
– Laselección deun detector estárelacionadacon la
naturalezadelassustanciasadeterminar.
– Loscomponentesdeunamuestraseidentifican por
su tiempo deretención
– Sepueden emplear técnicasqueaporten unamayor
información sobrelanaturalezadelos
componentes: Acoplamiento con Espectrometría
deMasas

13. • Análisis Cuantitativos basados generalmente
en la integración del área bajo los picos.
– Calibración con patrones o estándares: Si se
realizan determinaciones cromatográficas de
muestras de concentración conocida de alguno de
sus componentes, se puede realizar una recta de
calibrado y posteriormente el análisis e integración
de una muestra de concentración desconocida del
citado componente permitirá la cuantificación del
mismo.
– Estándar interno: Permite que varíen las
condicionesdeoperación entremuestray muestra.

14. CROMATOGRAFÍA DEGASES
“Es la técnica a elegir para la separación de compuestos
orgánicos e inorgánicos térmicamente estables y
volátiles”

15. • Un cromatógrafo de gases consiste en el
acoplamiento de varios módulos básicos
ensamblados para:
– Proporcionar un flujo constantedegasportador
– Permitir laintroducción devaporesdelamuestra
en lacorrientedegasquefluye
– Contener lalongitud apropiadadefaseestacionaria
– Mantener lacolumnaalatemperaturaapropiada(o
lasecuenciadel programadetemperatura)
– Detectar loscomponentesdelamuestraamedida
queeluyen delacolumna
– Proveer unaseñal legibleproporcional en
magnitud alacantidad decadacomponente

16. CROMATOGRAFÍA DE GASES

17. Cromatografía de Gases

18. SISTEMA DEINYECCIÓN
El modo estándar es la inyección
directa, la muestra es inyectada con
una jeringa através de un septum de
gomaaun alineador devidrio donde
es vaporizada y transportada por el
gasal interior delacolumna.
Existen jeringas especiales para
muestras gaseosas. También se
puede emplear un lazo o bucle para
incorporar las muestras gaseosas al
flujo degasportador

19. SISTEMA DEINYECCIÓN
El modo de separación más extendido
en la actualidad se basa en el empleo de
columnas capilares. Estas columnas
requieren muy pequeños volúmenes de
muestra.
Esto se logra empleando un inyector
que incorpora un divisor de flujo (split).
Normalmente se introduce en la
columnaun 1%
Cuando las sustancias a separar se
encuentran a muy bajas concentraciones
se realiza inyección sin divisor
(splitless)

20. SISTEMA DEINYECCIÓN
Para el análisis de compuestos
orgánicos volátiles en muestras
sólidas y líquidas, se han
desarrollado algunas técnicas
auxiliares:
Espacio decabeza(Head space)
Purgay trampa(Purgeand trap)

21. Espacio de cabeza (Head space)
Se analiza la fase de vapor en
equilibrio termodinámico con la
muestraen un sistemacerrado.
Para ello se procura un equilibrio
estable, mediante el control de la
temperatura del vial que contiene
lamuestra.
Posteriormente, se arrastra la fase
vapor al interior del cromatógrafo.
T equilibrio
Gas portador A la columna

22. Purga y trampa (Purge and trap)
Esaplicablesolo amuestraslíquidas.
Consiste en la continua renovación del gas en
equilibrio con la muestra, con lo que se
consigue el desplazamiento dinámico de los
compuestos volátiles de la muestra líquida a la
fasegaseosa.
Los vapores se arrastran a una trampa donde
quedan retenidosy sevan concentrando.
Finalizado el proceso se calienta la trampa y
se arrastran los vapores al interior del
cromatógrafo.
T
1) Gas portador
trampa
T baja
T
2) Gas portador
trampa
T alta
A la columna

23. Columnas cromatográficas
Columnas capilares Columnas Empacadas

24. Columnas cromatográficas empacadas
Se construyen con tubo de acero
inoxidable, níquel o vidrio.
Los diámetros interiores van de 1,6
a 9 mm. La longitud suele ser
inferior alos3 m.
Se rellenan de un material
adsorbente adecuado a las
sustancias que se quiere separar.

25. Columnas cromatográficas capilares
Seconstruyen con sílicefundida.
Losdiámetrosinterioressuelen ser de200-250 mm.
Lalongitud sueleser superior alos20 m.
Hay dostipos:
Empacadas con partículas sólidas ocupando el total
del diámetro de la columna (micro-empacadas)
Tubulares abiertas, con trayectoria para el flujo
abiertay sin restricción por el centro delacolumna

26. EJEMPLOS DEFASES ESTACIONARIAS EN
CROMATOGRAFÍA DEGASES
Separaciones porpunto de ebullición de compuestos en un intervalo amplio de pesos moleculares:
Escualano
Polidimetilsiloxano
Para hidrocarburos insaturados y otros compuestos
polidifenildimetilsiloxano
policarboranometilcianoetilsilicón
Para compuestos nitrogenados
poliamida
policianoetilmetilsilicon
Para alcoholes, ésteres, cetonas y acetatos
polietilenglicol
pentaeritritol tetracianoetilado

27. • Lascolumnascromatográficasseenrollan, sesujetan
en un soportey seintroducen en el interior deun
horno
• El horno debepodersecalentar y enfriar rápidamente
• Latemperaturasedebepoder programar parapoder
trabajar en régimen degradiente
• Muchasaplicacionesy métodoscromatográficos
requieren comenzar atemperaturaspor debajo dela
ambiental
HORNO

28. T1
T2> T1
HORNO

29. Características ideales de un detectorpara Cromatografía de
Gases:
 Sensibilidad alta y estable; típicamente 10-8
g soluto/s
 Bajo nivel de ruido
 Respuesta lineal en un amplio rango dinámico
 Tiempo de respuesta corto
 Buena respuesta para toda clase de compuestos orgánicos
 Insensibilidad a las variaciones del flujo y la temperatura
 Estabilidad y robustez
 Simplicidad en su operación
 Identificación de compuestos positiva
 Técnica no destructiva
 Pequeño volumen en prevención del mezclado de componentes
SISTEMAS DEDETECCIÓN

30. SISTEMAS DEDETECCIÓN
Detector de ionización de llama
(FID)
Estedetector añadehidrógeno al
eluyentedelacolumna.
Lamezclapasaatravésdel
conducto deun mechero, dondese
mezclacon aireexterno y luego
arde.
Cuando entraen lallamamaterial
ionizabledel eluyentedelacolumna
Sequemay lacorrienteaumenta
notablemente.
Estedetector esideal paracompuestos
oxidables.
No respondealoscompuestosde
carbono totalmenteoxidados, como
carboniloso carboxilosy gruposéster

31. SISTEMAS DEDETECCIÓN
Detector de conductividad térmica (TCD) Utiliza un filamento caliente colocado
en el flujo degasemergente.
La cantidad de calor por conducción
que pierde el filamento hacia las
paredes del detector depende de la
conductividad térmica de la fase
gaseosa.
Es útil para determinar la presencia
incluso de pequeñas cantidades de
materiales orgánicos que producen una
reducción relativamente grande en la
conductividad térmica del eluyente de
lacolumna.

32. SISTEMAS DEDETECCIÓN
Detector de captura de electrones (ECD) El eluyente pasa entre dos
electrodos.
Uno de los electrodos tiene en
su superficie un radioisótopo
que emite electrones de alta
energíaconformedecae.
Los compuestos que absorben
electrones reaccionan con los
electrones térmicos
disminuyendo la corriente del
detector, la cual es medida y
permitelacuantificación

33. SISTEMAS DEDETECCIÓN
Detector de espectroscopia de masas (MS)
Los eluyentes son ionizados y
fragmentados.
Los iones resultantes se dirigen a
través de un cuadrupolo y se ordenan
en función desu masa.
Ese detector permite obtener el
espectro de masas del compuesto que
haeluido.
Podemos por tanto conocer, además
del tiempo de retención el espectro de
masas del compuesto y contrastarlo
con bibliotecasdeespectros.
Se trata por tanto de un detector
universal para la mayoría de los
compuestosconocidos.

34. CROMATOGRAFIA LIQUIDA
Es un método de separación
analítica, que se lleva a cabo
gracias a la afinidad que
tiene un compuesto (analíto),
por una fase fija o
estacionaria, o por una fase
móvil.

35. FENÓMENOS PORLOS CUALES OCURREUNA
SEPARACIÓN EN HPLC.
• 1. Adsorción. Fenómeno desuperficiequeocurrepor la
interacción físicao químicadeun adsorbentedeun adsorbato.
• 2. Partición. Esel fenómeno dereparto deun soluto en 2 fases
distintas.
• 3. Intercambio Iónico. Esun fenómeno generado por la
interacción electrostáticaentremoléculascargadaseléctricamente.
• 4. Exclusión. Esun fenómeno físico queconsistemásquenada
en separar moléculasen baseasu tamaño molecular.
• 5. Afinidad. Secombinalaaltaespecificidad deciertasmoléculas
por un sustrato, talescomo Ab, Enzimas, Receptores, etc.

36. CROMATOGRAFÍA PORPARTICIÓN
• 1. Fase Estacionaria [FE]. Su naturalezaquímicadebeser no
polar. LafaseestacionariaabasedeSílice(SiO2) debeestar
recubiertacon C6, C8, C12, C18 , y ademáspuedetener un
segundo recubrimiento con gruposFenilo, Ciano, u otrosque
hacen alaFE másresistenteasolventespolarescomo H2O,
Metanol, etc. (Faseenlazada).
• 2. Fase Móvil [FM]. Su naturalezaquímicadebeser polar o
máspolar quelaFE, losdisolventespueden ser H2O, Metanol,
Etanol, etc.
• 3. Analíto. Debeser no polar o no tan polar como laFM
parapoder ser retenido por laFE.

40. VENTAJAS:
Técnicasencillay rápida.
Sepuedeusar desdelaescalamicroanalítica, hastala
industrial.
Permitetener un registro continuo del análisis.
Puedeaplicarseasustanciaslábiles, por ser poco
destructiva.
Volúmenesdeinyección mayores.
 Mayor precisión.
 No selimitaaanalitosvolátiles

41. SISTEMA DEBOMBEO:
Lasbombasqueseemplean en HPLC son detrestipos:
# Jeringaremachadacon tuerca.
# Bombasdevaivén.
# Neumáticas, o depresión constante.

42. SistemadeInyección delaMuestra
Estesistemaesel
encargado decolocar la
muestrayadisueltaen el
automuestreador o
carrousel paraluego
hacerlapasar por las
columnas.

43. Columnas:
El material delas
mismasesdeacero
inoxidableo vidrio.
Lalongitud delas
columnasvaríaentre
10 y 30 cm y tienen
un diámetro interno
de4 a10mm.

44. DETECTORES:
# Detectoresdeabsorbancia.
# Detectoresdefluorescencia.
# Índicederefracción.
# Detectoreselectroquímicos.
# Detectoresdedispersión deluz.
# Detectorespor espectrometríademasas.
# Detectoresdeconductividad.
# DetectoresdeUV visible

45. Conclusión:
Podemos concluir que es una técnica que nos permite
identificar, separar y cuantificar loscomponentesorgánicose
inorgánicos de una muestra.
Ampliamente utilizada por los beneficios que presenta: no se
limita a analitos volátiles, tiene alta especifidad, es de alta
resolución, reproductibilidad y sobre todo rapidez.
El HPLC es uno de los métodos analíticos más utilizados y
destacados en el campo de la Industria alimentaria y
Bromatología.

46. BIBLIOGRAFIA
Douglas a james , j. leary