La mayor dificultad con que el analista se encuentra cuando se ha de estudiar muestras ambientales suele ser su tremenda complejidad. Aunque existen tratamientos químicos que pueden aislar los analitos de interés, lo mejor es llevar a cabo un tratamiento fisicoquímico: la cromatografía. Hay muchas y variadas técnicas cromatográficas, pero el objetivo de todas es separar las sustancias que forman una mezcla y enviarlas secuencialmente a un detector para que las determine y cuantifique. En general, estas técnicas se pueden clasificar en varias familias: cromatografía de gases, de líquidos, mediante fluidos supercríticos y en capa fina. Todas se basan en el mismo fenómeno: permitir que las sustancias que forman una mezcla entren en contacto con dos fases (un líquido y un gas, un sólido y un líquido, etc.). Una de las fases es estática (no se mueve) y tenderá a retener las sustancias en mayor o menor grado; la otra, móvil, tenderá a arrastrarlas. Cada sustancia química tiene distinta tendencia a ser retenida y a ser arrastrada. Dicho más correctamente, cada sustancia tiene distinto coeficiente de distribución entre las dos fases. El coeficiente de distribución es una medida de la tendencia relativa a quedar en una fase u otra. Se opera de modo que en una primera etapa se deja que las sustancias que forman la mezcla entren en contacto con la fase estática. Cada sustancia de la mezcla tendrá una mayor o menor afinidad por esta fase. Después se hace pasar la otra fase, que arrastrará en mayor grado las sustancias menos afines por la primera. Típicamente, el proceso se lleva a cabo en una columna. Dentro de ella está fijada la fase estática y a través de ella se hace pasar la fase móvil, que se llama eluyente. En cromatografía de gases la fase móvil es un gas llamado portador. La otra suele ser un líquido adsorbido sobre un sólido (cromatografía de gases gas-líquido) o, bastante menos comúnmente, un sólido (cromatografía de gases gas-sólido). La técnica ofrece unos excelentes resultados cuando se acopla con un espectrómetro de masas porque cada sustancia que va eluyendo puede ser fácilmente identificada. También se obtiene mucha información cuando se acopla al cromatógrafo un espectrómetro IR o uno de RMN. La cromatografía de gases se aplica sobre todo a muestras orgánicas volátiles o volatilizables por derivatización. Pueden estar en estado sólido, líquido o, por supuesto, gas, pero muestras líquidas y sólidas deben vaporizarse previamente. La modalidad de gas-sólido permite detectar y cuantificar gases atmosféricos, por ejemplo. En cromatografía de líquidos la fase móvil es líquida. Las columnas son mucho más cortas que en gases. El control de la temperatura no es tan crítico, pero sí ha de serlo el de la presión. Se ejercen presiones muy altas para hacer pasar la fase móvil (un líquido) a través de la estática (un sólido). Se aplica a especies no volátiles o térmicamente inestables.

1. Técnicas cromatográficas

2. Diversidad animal…
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Un extraterrestre
se sorprendería
de que estos dos
seres, tan
aparentemente
distintos… sean
ambos perros

3. Diversidad cromatográfica
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Del mismo modo,
estos dos equipos
tan dispares (en
complejidad,
precio…) son para
realizar
cromatografías…

4. Reparto entre fases
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…porque se basan en el
mismo fenómeno: el reparto
o distribución de una
sustancia entre dos fases (en
este caso las dos fases son
dos líquidos inmiscibles; se
ha disuelto una sustancia en
ambos líquidos y una cierta
parte de ella ha quedado en
la fase de arriba y el resto en
la de abajo)

5. KD = Cfase II/Cfase I
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Para una sustancia
determinada, el cociente de
sus concentraciones en ambas
fases es una constante
(constante de reparto)

6. KD = Cfase II/Cfase I
En cromatografía,
dos fases:
• estática
• móvil
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En cromatografía se trabaja de
modo que una de las fases quede
inmóvil y la otra se vaya
moviendo

7. Cromatografía en columna
Vamos a explicar el fundamento
de una cromatografía en
columna. Esta se rellena de
partículas de un sólido
adsorbente que en este caso va
a ser la fase fija
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8. Se vierte la muestra por la
cabeza de la columna. Esta
muestra es una mezcla de
varios analitos (no sabemos
cuántos) que queremos
separar
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9. triplenlace.com
Y sobre ella se vierte la fase
móvil, que va arrastrando
por la columna los analitos
A, B y C de la mezcla a
distinta velocidad, según la
afinidad de lo analitos por la
fase fija (es decir, la
tendencia relativa que
tengan a quedarse
“adheridos” al sólido de
relleno; en este caso, el que
tiene más tendencia es el C)

10. Preparamos un
detector que mida
los compuestos A,
B y C cuando vayan
llegando a él
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11. En este
momento
llegan las
primeras gotas
de A a la salida
de la columna
y al detector
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12. El detector va
a ir mostrando
mediante un
gráfico la
cantidad de
analito que le
va llegando. Si
no le llega
nada dibuja
una línea
horizontal…
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13. …pero al ir
recogiendo al
analito A,
registra una
señal que se
eleva desde la
horizontal,
alcanza un
máximo y
después
vuelve al cero
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14. El tiempo que
transcurre desde
que se inicia al
experimento hasta
que se alcanza el
máximo para el
pico del analito A es
el tiempo de
retención de A
(tR(A))
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15. triplenlace.com

16. triplenlace.com

17. triplenlace.com

18. triplenlace.com
El resultado gráfico final
es un cromatograma. En
él, cada pico indica la
existencia de un analito
en la mezcla inicial
El resultado gráfico final
es un cromatograma. En
él, cada pico indica la
existencia de un analito
en la mezcla inicial

19. Cromatograma
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20. triplenlace.com
Vamos a explicar por qué
los picos tienen forma de
campana de Gauss o
similar

21. cabeza
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Todas las moléculas de una especie
determinada no alcanzan la salida de la
columna al mismo tiempo. Unas pocas
lo hacen muy rápidamente y otras
pocas muy lentamente; el grueso de
ellas lo hace a una velocidad intermedia
(por eso hemos dibujado más intenso el
color rojo en el centro)
salida
FLUJO

22. triplenlace.com
cabeza
salida
Vamos a “tumbar” la columna 90
grados para que tenga la misma
orientación que el cromatograma
FLUJO

23. triplenlace.com
salida
cabeza
La distribución del color en la columna es, precisamente, la
reflejada por el pico correspondiente, con un máximo que
indica una mayor intensidad (mayor número de moléculas de
A) y unas alas a los lados que denotan menor cantidad de
moléculas a grandes y pequeñas velocidades
FLUJO

24. triplenlace.com
Por eso, si la velocidad de las moléculas de A es más homogénea,
(es decir, si la gran mayoría caen a velocidad parecida) el pico será
más estrecho. Eso es lo que se intenta que ocurra cuando se hace
un experimento cromatográfico
salida
cabeza

25. Análisis químico
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El principal objetivo de una cromatografía es separar los
componentes de una mezcla. Pero la técnica también permite
identificarlos y cuantificarlos en la mayoría de las ocasiones

26. Identificación
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27. Identificación
Comparando
con patrones
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Si se cree que la mezcla contiene un
determinado analito, se prepara un
patrón de este y se somete a una
cromatografía por separado en las
mismas condiciones que la mezcla

28. Identificación
Comparando
con patrones
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Cromatograma del patrón
Cromatograma de la
mezcla. Aparece un
pico al mismo tR que el
del patrón. Por lo
tanto, podríamos
suponer que el patrón
está en esa mezcla

29. Identificación
Comparando
con patrones
triplenlace.com
El analito que produce
este cromatograma no
está en la mezcla

30. Identificación
Comparando
con patrones
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Este, probablemente sí

31. Identificación
Agregando
patrones
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Otro método es agregar a la
mezcla los patrones que
sospechamos que se
encuentran en ella. Por
ejemplo, si creemos que en
la mezcla se encuentra el
analito que da la señal C,
basta añadir cierta cantidad
de ese analito a la mezcla…

32. Identificación
Agregando
patrones
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y comprobar si la señal de C aumenta, ya que el
área de la señal (como veremos enseguida) es
proporcional a la concentración.
[No hay que perder de vista que podría aumentar el área de la
por interferencia, es decir, por el hecho de que otro analito
tenga un tR muy parecido y dé una señal que se superpone a la
del otro analito. Para salir de dudas se repite el cromatograma
en otras condiciones (otra T, otra fase móvil, otra velocidad de
flujo de la fase móvil…). Normalmente, si era una interferencia,
esta dejará de producirse en las nuevas condiciones]

33. Identificación
Agregando
patrones
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Si añadimos un patrón que no está en
la mezcla, aparecerá una nueva señal

34. Cuantificación

35. Área  concentración
Cuantificación
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Una vez identificado el analito, para saber cuánto
hay de él tendremos en cuenta que el área de la
señal es proporcional a su concentración

36. Área  concentración
Cuantificación
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37. Área  concentración
Cuantificación
triplenlace.com

38. Área  concentración
Cuantificación
triplenlace.com

39. Área  concentración
Cuantificación
triplenlace.com
Si utilizando patrones de diversas concentraciones obtenemos estos cuatro
cromatogramas (superpuestos) y medimos las áreas de la señal podremos trazar…

40. Área  concentración
Cuantificación
Área
conc.
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…la correspondiente recta de
calibración que nos permitirá
conocer la concentración del analito
en una muestra problema

41. Área  concentración
Cuantificación
Áreas iguales de dos analitos distintos no tienen por
qué significar igual concentración de ambos
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Las áreas de dos analitos diferentes no son
comparables en general porque cada uno da
su propia respuesta en el detector

42. Cromatograma
cloruro, sulfato y nitrato
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Un ejemplo de una cromatografía
real en la que se han separado tres
aniones de un agua ambiental

43. 5 ácidos orgánicos
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Esta otra
muestra
contenía 5
ácidos
orgánicos
mezclados

44. 25 aldehídos
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Y esta 25 aldehídos, lo que
prueba la potencia de esta
técnica de separación

45. Eficacia
Se obtiene más información
cuanto más estrechos son los
picos y más separados están
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46. Si se disminuye la velocidad de
flujo, los picos se separan más,
pero se ensanchan
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47. triplenlace.com
Comparemos tres experimentos
cromatográficos que se han
hecho a diferente velocidad de
flujo de la fase móvil. Este es el
primero; como se ve, los picos
aparecen muy solapados, razón
por la cual cuesta distinguirlos

48. triplenlace.com
Para comparar, el cromatograma
del experimento 2 lo dibujamos en
la misma escala de tiempos que el
anterior. Aquí los picos se
distinguen mejor

49. triplenlace.com
Y en el experimento 3 ya
están claramente separados

50. Medida de la eficacia (H o N)
Ecuación de Van Deemter
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La eficacia de la separación (en “altura equivalente a un
plato teórico” (H) o “número de platos” (N) se puede medir
matemáticamente mediante la ecuación de Van Deemter

51. Medida de la eficacia (H o N)
Ecuación de Van Deemter
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• u: velocidad de flujo del eluyente en la columna
• A: parámetro de difusión turbulenta
• B: coeficiente de difusión longitudinal
• C: coeficiente de transferencia de masa

52. triplenlace.com
Se pueden definir
dos factores para
medir esa eficacia.
Este es el factor de
retención (tM,
tiempo muerto, es el
que tarda en eluir
una sustancia que no
se retiene
(idealmente) en la
columna
Medida de la eficacia (H o N)
Ecuación de Van Deemter
Factor de retención

53. triplenlace.com
El factor de
selectividad es el
cociente entre los
factores de retención
de dos analitos (o
entre sus constantes
de distribución)
Medida de la eficacia (H o N)
Ecuación de Van Deemter
Factor de retención
Factor de selectividad ()
cociente entre factores
de retención

54. triplenlace.com
En general, para mejorar
la eficacia se puede:

55. triplenlace.com
En general, para mejorar
la eficacia se puede:
• emplear columnas más largas

56. triplenlace.com
En general, para mejorar
la eficacia se puede:
• emplear columnas más largas
• disminuir la velocidad
de flujo del eluyente (u)

57. triplenlace.com
En general, para mejorar
la eficacia se puede:
• emplear columnas más largas
• disminuir la velocidad
de flujo del eluyente (u)
• cambiar de eluyente

58. triplenlace.com
En general, para mejorar
la eficacia se puede:
• emplear columnas más largas
• disminuir la velocidad
de flujo del eluyente (u)
• cambiar de eluyente
• cambiar la temperatura

59. triplenlace.com
En general, para mejorar
la eficacia se puede:
• emplear columnas más largas
• disminuir la velocidad
de flujo del eluyente (u)
• cambiar de eluyente
• cambiar la temperatura
• cambiar la fase fija (o el
diámetro de sus partículas)

60. triplenlace.com
En general, para mejorar
la eficacia se puede:
• emplear columnas más largas
• disminuir la velocidad
de flujo del eluyente (u)
• cambiar de eluyente
• cambiar la temperatura
• cambiar la fase fija (o el
diámetro de sus partículas)
• programar disolventes
Ir modificando la
composición del disolvente
a medida que transcurre el
experimento

61. triplenlace.com
En general, para mejorar
la eficacia se puede:
• emplear columnas más largas
• disminuir la velocidad
de flujo del eluyente (u)
• cambiar de eluyente
• cambiar la temperatura
• cambiar la fase fija (o el
diámetro de sus partículas)
• programar disolventes
• programar temperaturas
Ir modificando la T del
experimento a medida que
este transcurre

62. Cromatografías
triplenlace.com
Obsérvese el plural

63. Tipos
En columna
• .
• .
• .
Plana
• .
• .
Capilar
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64. Tipos
En columna
• De líquidos
• .
• .
Plana
• .
• .
Capilar
triplenlace.com

65. Tipos
En columna
• De líquidos
• De gases
• .
Plana
• .
• .
Capilar
triplenlace.com

66. Tipos
En columna
• De líquidos
• De gases
• De fluidos supercríticos
Plana
• .
• .
Capilar
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67. Tipos
En columna
• De líquidos
• De gases
• De fluidos supercríticos
Plana
• En papel
• .
Capilar
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68. Tipos
En columna
• De líquidos
• De gases
• De fluidos supercríticos
Plana
• En papel
• En capa fina
Capilar
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69. Tipos
En columna
• De líquidos
• De gases
• De fluidos supercríticos
Plana
• En papel
• En capa fina
Capilar
Electroforesis
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No es una cromatografía,
pero incluimos aquí esta
técnica por ser también un
método de separación

70. Tipos
En columna
• De líquidos
• De gases
• De fluidos supercríticos
Plana
• En papel
• En capa fina
Capilar
Electroforesis
de reparto (en fases normales o invertidas)
de adsorción (o líquido-sólido)
de intercambio iónico
de exclusión por tamaño
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71. Cromatografía de gases

72. • Fase móvil: gas inerte (portador)
• Fase fija: líquido adsorbido sobre un relleno sólido (en este caso se
llama también cromatografía gas-líquido, aunque también existe la cromatografía
gas-solido)
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73. Cromatógrafo de gases

74. triplenlace.com
Aquí se inyecta la muestra gaseosa o
vaporizable (una cantidad muy pequeña)
Fase móvil (un gas inerte)
Columna
cromato-
gráfica
(arrollada)
que contiene
la fase fija

75. N2, He, H2…
triplenlace.com
Gases portadores
habituales

76. N2, He, H2…
l, s o g
triplenlace.com
La muestra
puede ser
líquida o sólida
(en ambos casos
vaporizable) o,
por supuesto,
gaseosa

77. N2, He, H2…
l, s o g 10-3 – 20 L
triplenlace.com
Se necesita muy
pequeña cantidad

78. triplenlace.com
Un experimento
cromatográfico mal hecho
porque no se han escogido
condiciones adecuadas

79. triplenlace.com
Compárese el
experimento
mal hecho (B)
con otro bien
hecho (A) de
la misma
muestra

80. triplenlace.com
Inyector
Inyector
Estufa
Gas
portador
Columna
t
Ahora estudiaremos los
distintos componentes del
cromatógrafo de gases

81. Columnas

82. triplenlace.com

83. • Delgadas (0,1 a 0,5 mm) y largas (entre 1 y 100 m de longitud)
triplenlace.com

84. • Delgadas (0,1 a 0,5 mm) y largas (entre 1 y 100 m de longitud)
• De metal (acero, cobre, aluminio), plástico (teflón), vidrio o sílice
fundida
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85. • Delgadas (0,1 a 0,5 mm) y largas (entre 1 y 100 m de longitud)
• De metal (acero, cobre, aluminio), plástico (teflón), vidrio o sílice
fundida
• Se dispone en forma de arrollamiento dentro de una estufa
triplenlace.com

86. • Delgadas (0,1 a 0,5 mm) y largas (entre 1 y 100 m de longitud)
• De metal (acero, cobre, aluminio), plástico (teflón), vidrio o sílice
fundida
• Se dispone en forma de arrollamiento dentro de una estufa
• Dos tipos
• Rellenas (de un sólido finamente dividido impregnado en un líquido)
• Abiertas (pared recubierta de líquido o sólido con líquido adsorbido)
triplenlace.com

87. • Delgadas (0,1 a 0,5 mm) y largas (entre 1 y 100 m de longitud)
• De metal (acero, cobre, aluminio), plástico (teflón), vidrio o sílice
fundida
• Se dispone en forma de arrollamiento dentro de una estufa
• Dos tipos
• Rellenas (de un sólido finamente dividido impregnado en un líquido)
• Abiertas (pared recubierta de líquido o sólido con líquido adsorbido)
• Dentro de una estufa para controlar T (fija o programada)
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88. Detectores en cromatografía de gases

89. triplenlace.com
Conductividad térmica Ionización en llama Captura electrónica
Estos son los más
importantes

90. triplenlace.com
Conductividad térmica
· Universal (para cualquier
analito gaseoso)
Ionización en llama Captura electrónica
Un detector
universal es el que
sirve para detectar
todo tipo de gases
(o casi)

91. triplenlace.com
Conductividad térmica
· Universal (para cualquier
analito gaseoso)
· Portadores: H2, He (muy
alta conductividad
térmica; los analitos la
disminuyen y así se
detecta su presencia)
Ionización en llama Captura electrónica
El gas que sale de la columna se introduce en una cámara
que contiene una resistencia. La temperatura de esta
depende del gas. Si el portador (H2 , He) va mezclado con un
analito, la conductividad térmica de la muestra se altera, lo
que afecta a la temperatura de la resistencia y a su valor

92. triplenlace.com
Conductividad térmica
· Universal (para cualquier
analito gaseoso)
· Portadores: H2, He (muy
alta conductividad
térmica; los analitos la
disminuyen y así se
detecta su presencia)
· Linealidad: buena
· No destructivo
Ionización en llama Captura electrónica

93. triplenlace.com
Conductividad térmica
· Selectivo (hidrocarburos…)
Ionización en llama Captura electrónica
Este detector es especialmente
idóneo para hidrocarburos

94. triplenlace.com
Conductividad térmica
· Selectivo (hidrocarburos…)
· Se quema el eluido con
H2  cargas  corriente
(proporcional a la cantidad
de C, excepto de grupos CO
y COOH)
Ionización en llama Captura electrónica
Al quemar el eluido
mezclado con H2, la
mayoría de los
compuestos
orgánicos producen
cargas (iones y
electrones).
Aplicando una
diferencia de
potencial entre la
punta del quemador
y un electrodo
colector resulta una
corriente
proporcional al
número de átomos
de C (excepto de
grupos carbonilo y
carboxilo)

95. triplenlace.com
Conductividad térmica
· Selectivo (hidrocarburos…)
· Se quema el eluido con
H2  cargas  corriente
(proporcional a la cantidad
de C, excepto de grupos CO
y COOH)
· Linealidad: muy amplia
· Lím. detección: muy bajo
· Afectan poco T, p o u
Ionización en llama Captura electrónica
u es la velocidad
del flujo

96. triplenlace.com
Conductividad térmica
· Selectivo (carbonilos,
nitrocompuestos, quinonas,
peróxidos, compuestos
organometálicos….)
Ionización en llama Captura electrónica

97. triplenlace.com
Conductividad térmica
· Selectivo (carbonilos,
nitrocompuestos, quinonas,
peróxidos, compuestos
organometálicos….)
· N2 (portador) se ioniza
con sustancia radiactiva,
 corriente que el
analito hace disminuir
captando electrones
Ionización en llama Captura electrónica
Un emisor radiactivo beta como el 63Ni emite
electrones y, por tanto, genera corriente. El analito
la disminuye en proporción a su concentración

98. triplenlace.com
Conductividad térmica
· Selectivo (carbonilos,
nitrocompuestos, quinonas,
peróxidos, compuestos
organometálicos….)
· N2 (portador) se ioniza
con sustancia radiactiva,
 corriente que el
analito hace disminuir
captando electrones
· Linealidad: amplia
· Límite de detección
extraordinariamente bajo
Ionización en llama Captura electrónica

99. triplenlace.com
Conductividad térmica Ionización en llama Captura electrónica
· Masas
· Infrarrojo
· Quimioluminiscencia del S
· Quimioluminiscencia del N
· Emisión atómica (gasolinas)
· Fotométrico de llama (comp. de S y P)
· Termoiónico (compuestos de P y N)
· Fotoionización (compuestos que se ionizan con UV)
Otros
Existen muchos otros tipos de detectores,
según la propiedad físico-química que se utilice

100. triplenlace.com
Conductividad térmica Ionización en llama Captura electrónica
· Masas
· Infrarrojo
· Quimioluminiscencia del S
· Quimioluminiscencia del N
· Emisión atómica (gasolinas)
· Fotométrico de llama (comp. de S y P)
· Termoiónico (compuestos de P y N)
· Fotoionización (compuestos que se ionizan con UV)
Otros
· Selectivo (carbonilos,
nitrocompuestos, quinonas,
peróxidos, compuestos
organometálicos….)
· N2 (portador) se ioniza
con sustancia radiactiva,
 corriente que el
analito hace disminuir
captando electrones
· Linealidad: amplia
· Límite de detección
extraordinariamente bajo
· Selectivo (hidrocarburos…)
· Se quema el eluido con
H2  cargas  corriente
(proporcional a la cantidad
de C, excepto de grupos CO
y COOH)
· Linealidad: muy amplia
· Lím. detección: muy bajo
· Afectan poco T, p o u
· Universal (para cualquier
analito gaseoso)
· Portadores: H2, He (muy
alta conductividad
térmica; los analitos la
disminuyen y así se
detecta su presencia)
· Linealidad: buena
· No destructivo

101. Acoplamiento de la cromatografía de gases
con otras técnicas

102. La cromatografía de gases se acopla bien con:
• espectrometría de masas
• IR
• RMN
• Técnicas electroquímicas
El cromatógrafo separa
los analitos de la mezcla
y otro equipo los
identifica

103. triplenlace.com
Por ejemplo, en este experimento un cromatógrafo de gases ha
separado dos compuestos, los cuales se hacen entrar
secuencialmente en un espectrómetro de masas, que los identifica
CROMATÓGRAFO DE GASES
ESPECTRÓMETRO DE MASAS

104. triplenlace.com
Cromatógrafo de
gases acoplado con
espectrómetro de
masas

105. Aplicaciones de la cromatografía de gases

106. Aplicaciones
• Muestras orgánicas, organometálicas y bioquímicas complejas que
sean volátiles o transformables químicamente en volátiles
triplenlace.com

107. Aplicaciones
• Muestras orgánicas, organometálicas y bioquímicas complejas que
sean volátiles o transformables químicamente en volátiles
• Para identificar se usa el tiempo de retención, el factor de
selectividad (mediante tablas), el índice de retención (comparación
con los tiempos de retención de los hidrocarburos alcanos lineales)
triplenlace.com

108. triplenlace.com
Un ejemplo de aplicación: detección
de pesticidas organoclorados

109. triplenlace.com

110. Cromatografía gas-sólido

111. Cromatografía gas-sólido
• Basada en la adsorción de gases sobre sólidos (fase fija)
triplenlace.com

112. Cromatografía gas-sólido
• Basada en la adsorción de gases sobre sólidos (fase fija)
• Útil para compuestos que no se retienen en columnas gas-líquido,
como N2, O2, CO2, CO, NOx y gases nobles
triplenlace.com

113. Cromatografía de líquidos

114. triplenlace.com
Las primeras
cromatografías que se
realizaron fueron de
líquidos y en columna

115. triplenlace.com
Se vierte la muestra en
una columna que
contiene un sólido
adsorbente

116. triplenlace.com
Y sobre la muestra se añade un eluyente que
arrastre a los analitos. Bajarán más
rápidamente los analitos con más afinidad por
el eluyente (fase móvil); en este caso el azul

117. triplenlace.com
Después lo hace el rojo

118. triplenlace.com
Y finalmente el verde. De este
modo, la mezcla inicial queda
separada en sus componentes

119. triplenlace.com
El primero que realizó una separación de
este tipo fue Mijail Tsvet en 1906. En su
caso los analitos eran coloreados y de ahí el
nombre de la técnica

120. triplenlace.com
Este es un equipo de
cromatografía de líquidos

121. Cromatografía de líquidos de alta eficacia
(HPLC)

122. Cromatografía de líquidos de alta eficacia (HPLC)
triplenlace.com
Las primeras cromatografías de líquidos se hacían a presión
atmosférica o algo superior en columna anchas. Después se
observó que la separación mejoraba al disminuir el tamaño de
las partículas de relleno de la columna, pero el problema era
que el eluyente caía muy lentamente. Finalmente, se empezó a
usar altas presiones. Esta versión de la técnica se suele
simplificar por sus siglas en inglés HPLC (High-performance
liquid chromatography o high-pressure liquid
chromatography)

123. Cromatografía de líquidos de alta eficacia (HPLC)
• Altas presiones y pequeño tamaño de partículas de relleno
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124. Cromatografía de líquidos de alta eficacia (HPLC)
• Altas presiones y pequeño tamaño de partículas de relleno
• Para muestras líquidas no volátiles o térmicamente inestables
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125. Cromatografía de líquidos de alta eficacia (HPLC)
• Altas presiones y pequeño tamaño de partículas de relleno
• Para muestras líquidas no volátiles o térmicamente inestables
• Técnica muy cuantitativa
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126. Cromatografía de líquidos de alta eficacia (HPLC)
• Altas presiones y pequeño tamaño de partículas de relleno
• Para muestras líquidas no volátiles o térmicamente inestables
• Técnica muy cuantitativa
• Límites de detección bajos
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127. Cromatografía de líquidos de alta eficacia (HPLC)
• Altas presiones y pequeño tamaño de partículas de relleno
• Para muestras líquidas no volátiles o térmicamente inestables
• Técnica muy cuantitativa
• Límites de detección bajos
• El grado de separación depende fuertemente de la naturaleza de la
fase móvil empleada (en gases no tanto; el gas es, sobre todo,
portador)
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128. El instrumento

129. Esquema simplificado
de un equipo HPLC

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Esta es la
columna. La
muestra se
introduce por
arriba. Abajo
está el
detector

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Pero el equipo completo es mucho
más complicado

132. triplenlace.com
En HPLC es
importante mezclar
disolventes
(“programación de
disolventes”)

133. Columnas
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134. Columnas
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135. Columnas
• Pequeñas (10-30 cm de largo, 5-10 mm de diámetro)
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136. Columnas
• Pequeñas (10-30 cm de largo, 5-10 mm de diámetro)
• Mucho mas resistentes (para soportar altas P)
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137. Detectores
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138. • De absorción de radiación UV o IR
Detectores
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139. • De absorción de radiación UV o IR
Detectores
• Miden la absorbancia del eluido
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140. • De absorción de radiación UV o IR
Detectores
• Miden la absorbancia del eluido
• Puede medirse a una longitud de onda o registrarse el espectro
completo (si es necesario, ralentizando el flujo o deteniéndolo)
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141. • Otros
Detectores
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142. • Otros
Detectores
• De masas
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143. • Otros
Detectores
• De masas
• De RMN
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144. • Otros
Detectores
• De masas
• De RMN
• De fluorescencia
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145. • Otros
Detectores
• De masas
• De RMN
• De fluorescencia
• De índice de refracción (casi universales, pero sensibles a T)
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146. • Otros
Detectores
• De masas
• De RMN
• De fluorescencia
• De índice de refracción (casi universales, pero sensibles a T)
• De dispersión de luz láser por el eluido nebulizado
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147. • Otros
Detectores
• De masas
• De RMN
• De fluorescencia
• De índice de refracción (casi universales, pero sensibles a T)
• De dispersión de luz láser por el eluido nebulizado
• De conductividad iónica (para cromatografía de intercambio iónico)
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148. • Otros
Detectores
• De masas
• De RMN
• De fluorescencia
• De índice de refracción (casi universales, pero sensibles a T)
• De dispersión de luz láser por el eluido nebulizado
• De conductividad iónica (para cromatografía de intercambio iónico)
• Culombimétrico
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149. • Otros
Detectores
• De masas
• De RMN
• De fluorescencia
• De índice de refracción (casi universales, pero sensibles a T)
• De dispersión de luz láser por el eluido nebulizado
• De conductividad iónica (para cromatografía de intercambio iónico)
• Culombimétrico
• Voltamperométrico
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150. • Otros
Detectores
• De masas
• De RMN
• De fluorescencia
• De índice de refracción (casi universales, pero sensibles a T)
• De dispersión de luz láser por el eluido nebulizado
• De conductividad iónica (para cromatografía de intercambio iónico)
• Culombimétrico
• Voltamperométrico
• …
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151. Formas de realizar la cromatografía de líquidos:
• En columna
• Plana
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Se pueden considerar
varios tipos de
cromatografía de líquidos
según se haga en columna
o en superficies

152. Tipos de cromatografía en columna

153. Reparto
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Adsorción
Intercambio
iónico
Exclusión por
tamaños
La cromatografía de líquidos en
columna se puede dividir en
cuatro grandes tipos

154. Reparto
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Adsorción
Intercambio
iónico
Exclusión por
tamaños
· F. estática: líquido
unido químicate a
sólido silíceo
La cromatografía de reparto es la más
utilizada. La fase estática es un líquido
que se une químicamente al sólido de
relleno, generalmente constituido por
partículas silíceas de entre 3 y 10 µm. La
fase móvil es, lógicamente, un líquido

155. Reparto
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Adsorción
Intercambio
iónico
Exclusión por
tamaños
· F. estática: líquido
unido químicate a
sólido silíceo
· Modalidades:
- De fases normales
(la estática, más
polar que la móvil)
- De fases invertidas
(la estática, menos
polar que la móvil)

156. Reparto
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Adsorción
Intercambio
iónico
Exclusión por
tamaños
· F. estática: líquido
unido químicate a
sólido silíceo
· Modalidades:
- De fases normales
(la estática, más
polar que la móvil)
- De fases invertidas
(la estática, menos
polar que la móvil)
- de fases invertidas
de pares iónicos
- de fases estáticas
quirales
Especialidades
Esta permite separar
isómeros ópticos

157. Reparto
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Adsorción
Intercambio
iónico
Exclusión por
tamaños
· F. estática sólida
(cromatografía
líquido-sólido)

158. Reparto
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Adsorción
Intercambio
iónico
Exclusión por
tamaños
· F. estática sólida
(cromatografía
líquido-sólido)
· Buena para
separar sustancias
no polares

159. Reparto
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Adsorción
Intercambio
iónico
Exclusión por
tamaños
· F. estática:
resina de
intercambio
(cationes o aniones
por H+ u OH-),
arcillas, zeolitas…
Las resinas de
intercambio iónico
que constituyen la
fase estática
toman cationes o
aniones y liberan
H+ u OH-

160. Reparto
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Adsorción
Intercambio
iónico
Exclusión por
tamaños
· F. estática:
resina de
intercambio
(cationes o aniones
por H+ u OH-),
arcillas, zeolitas…
· Para separar
sustancias iónicas
(en general, se
retienen más los
iones de más carga)

161. Reparto
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Adsorción
Intercambio
iónico
Exclusión por
tamaños
· F. estática:
relleno poroso con
microcanales

162. Reparto
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Adsorción
Intercambio
iónico
Exclusión por
tamaños
· F. estática:
relleno poroso con
microcanales
· Eluyen antes las
moléculas grandes
(dos límites de pesos
moleculares: de
exclusión y de
penetración)
Las partículas pequeñas tardan más en salir porque se
introducen en los poros. Existen dos límites de pesos
moleculares: el de exclusión, a partir del cual ninguna
molécula se retiene; y el de penetración, por debajo del
cual todas las moléculas penetran

163. Reparto
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Adsorción
Intercambio
iónico
Exclusión por
tamaños
· F. estática:
relleno poroso con
microcanales
· Eluyen antes las
moléculas grandes
(dos límites de pesos
moleculares: de
exclusión y de
penetración)
- filtración en gel
(disolvente acuoso y
relleno hidrofílico)
- permeación en gel
(disolvente orgánico y
relleno hidrofóbico)
Especialidades

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165. Tipos de cromatografía plana

166. triplenlace.com
En vez de en columna, se puede hacer una cromatografía en una
lámina (de papel –celulosa– o de otro tipo).
En este experimento se hacen 8 cromatografías simultáneamente.
Cada punto es una mezcla de analitos (concretamente son tintas)

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Se sumerge el
extremo inferior
en un líquido que,
al subir por
capilaridad, separa
los distintos
componentes de
cada tinta

168. • Se lleva a cabo en la superficie de un material (cromatografía plana)
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169. • Se lleva a cabo en la superficie de un material (cromatografía plana)
• La fase móvil se mueve por capilaridad
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170. • Se lleva a cabo en la superficie de un material (cromatografía plana)
• La fase móvil se mueve por capilaridad
• Dos modalidades
• En papel
• En capa delgada de gel de sílice, alúmina, celulosa…
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171. • Se lleva a cabo en la superficie de un material (cromatografía plana)
• La fase móvil se mueve por capilaridad
• Dos modalidades
• En papel
• En capa delgada de gel de sílice, alúmina, celulosa…
• Puede ser monodimensional...
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172. • Se lleva a cabo en la superficie de un material (cromatografía plana)
• La fase móvil se mueve por capilaridad
• Dos modalidades
• En papel
• En capa delgada de gel de sílice, alúmina, celulosa…
• Puede ser monodimensional o bidimensional (90o y dos disolventes)
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Después de realizar una primera
separación cromatográfica se
puede girar la placa 90 grados y
hacer una segunda cromatografía.
La separación es mejor

173. Análisis químico cualitativo:
• Por medida del factor de retención
• Por la aparición de un color con un reactivo
• Midiendo alguna propiedad (fluorescencia, etc.)
• Raspando la mancha y analizándola químicamente

174. triplenlace.com
Análisis químico cualitativo:
• Por medida del factor de retención
• Por la aparición de un color con un reactivo
• Midiendo alguna propiedad (fluorescencia, etc.)
• Raspando la mancha y analizándola químicamente

175. triplenlace.com
Análisis químico cualitativo:
• Por medida del factor de retención
• Por la aparición de un color con un reactivo
• Midiendo alguna propiedad (fluorescencia, etc.)
• Raspando la mancha y analizándola químicamente

176. triplenlace.com
Análisis químico cualitativo:
• Por medida del factor de retención
• Por la aparición de un color con un reactivo
• Midiendo alguna propiedad (fluorescencia, etc.)
• Raspando la mancha y analizándola químicamente

177. triplenlace.com
Análisis químico cualitativo:
• Por medida del factor de retención
• Por la aparición de un color con un reactivo
• Midiendo alguna propiedad (fluorescencia, etc.)
• Raspando la mancha y analizándola químicamente

178. Análisis semicuantitativo:
• por densitometría
• comparando áreas de manchas con áreas de manchas patrones
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Análisis químico cualitativo:
• Por medida del factor de retención
• Por la aparición de un color con un reactivo
• Midiendo alguna propiedad (fluorescencia, etc.)
• Raspando la mancha y analizándola químicamente

179. Análisis semicuantitativo:
• por densitometría
• comparando áreas de manchas con áreas de manchas patrones
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Análisis químico cualitativo:
• Por medida del factor de retención
• Por la aparición de un color con un reactivo
• Midiendo alguna propiedad (fluorescencia, etc.)
• Raspando la mancha y analizándola químicamente
Se mide la densidad óptica (intensidad) de la
línea de manchas formadas tras la
separación. El densitómetro mide en modo
de reflexión la absorción UV-visible o la
fluorescencia de las manchas, que son
proporcionales a las concentraciones

180. Análisis semicuantitativo:
• por densitometría
• comparando áreas de manchas con áreas de manchas patrones
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Análisis químico cualitativo:
• Por medida del factor de retención
• Por la aparición de un color con un reactivo
• Midiendo alguna propiedad (fluorescencia, etc.)
• Raspando la mancha y analizándola químicamente

181. triplenlace.com
Cromatografía de fluidos supercríticos

182. • Fase móvil: un fluido por encima de su punto crítico
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La temperatura crítica es aquella
por encima de la cual un gas no
puede ser licuado por compresión

183. • Fase móvil: un fluido por encima de su punto crítico
• CO2, N2O, NH3, butano…
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184. • Fase móvil: un fluido por encima de su punto crítico
• CO2, N2O, NH3, butano…
• Ideal para compuestos no volátiles o térmicamente inestables
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185. • Fase móvil: un fluido por encima de su punto crítico
• CO2, N2O, NH3, butano…
• Ideal para compuestos no volátiles o térmicamente inestables
• Instrumentos parecidos a los de HPLC (se requiere alta p) pero
provistos de estufa, como en cromatografía de gases (el control de T
es fundamental)
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186. • Fase móvil: un fluido por encima de su punto crítico
• CO2, N2O, NH3, butano…
• Ideal para compuestos no volátiles o térmicamente inestables
• Instrumentos parecidos a los de HPLC (se requiere alta p) pero
provistos de estufa, como en cromatografía de gases (el control de T
es fundamental)
• Detectores: análogos a los de cromatografía de gases y de líquidos
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187. triplenlace.com
Electrocromatografía capilar

188. triplenlace.com
Se basa en el movimiento de un líquido (fase móvil)
debido a un potencial eléctrico aplicado entre dos
extremos de un tubo capilar (también un material
poroso, una membrana…). Este movimiento se debe a
la formación de una capa cargada que se forma en la
interfase entre el líquido y el capilar

189. • Para volúmenes muy pequeños de muestra
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190. • Para volúmenes muy pequeños de muestra
• Se hace en un capilar
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191. • Para volúmenes muy pequeños de muestra
• Se hace en un capilar
• No hay que aplicar presión; la fase móvil se mueve por flujo
electroosmótico
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Movimiento de un líquido
al aplicar un potencial

192. • Para volúmenes muy pequeños de muestra
• Se hace en un capilar
• No hay que aplicar presión; la fase móvil se mueve por flujo
electroosmótico
• Modalidad
• cromatografía electrocinética micelar (se introduce en el capilar
una sustancia tensioactiva)
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193. triplenlace.com
Electroforesis
No es una técnica cromatográfica,
pero es análoga a la cromatografía

194. • Para separar iones o moléculas cargadas eléctricamente en función
de su carga y su tamaño
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195. • Para separar iones o moléculas cargadas eléctricamente en función
de su carga y su tamaño
• La velocidad de migración depende de la relación carga/tamaño
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196. • Para separar iones o moléculas cargadas eléctricamente en función
de su carga y su tamaño
• La velocidad de migración depende de la relación carga/tamaño
• Modalidades
• En placa
• En capilar
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197. • Para separar iones o moléculas cargadas eléctricamente en función
de su carga y su tamaño
• La velocidad de migración depende de la relación carga/tamaño
• Modalidades
• En placa
• En capilar
• Otras modalidades
• de zona
• isotacoforesis
• isoelectroenfoque capilar
• electroforesis capilar en gel
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198. • Para separar iones o moléculas cargadas eléctricamente en función
de su carga y su tamaño
• La velocidad de migración depende de la relación carga/tamaño
• Modalidades
• En placa
• En capilar
• Otras modalidades
• de zona
• isotacoforesis
• isoelectroenfoque capilar
• electroforesis capilar en gel
• Mejoras
• en dos dimensiones
• acoplamiento con cromatografía en capa fina (2D)
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199. • Para separar iones o moléculas cargadas eléctricamente en función
de su carga y su tamaño
• La velocidad de migración depende de la relación carga/tamaño
• Modalidades
• En placa
• En capilar
• Otras modalidades
• de zona
• isotacoforesis
• isoelectroenfoque capilar
• electroforesis capilar en gel
• Mejoras
• en dos dimensiones
• acoplamiento con cromatografía en capa fina (2D)
• Detección: tinción y medida por UV-visible o fluorescencia, IR,
masas, radioquímica… triplenlace.com

200. triplenlace.com

201. Estas explicaciones están tomadas del libro
Técnicas Fisicoquímicas en Medio Ambiente
(En el enlace anterior se puede encontrar información
adicional sobre las técnicas instrumentales)

202. Más teoría, ejercicios y prácticas de
Química General, Química Inorgánica Básica,
Química Orgánica Básica, Química Física,
Técnicas Instrumentales…
en
triplenlace.com/en-clase