Cromatografía de gases

M. en C. Elba Rojas Escudero.

Técnicas de separación

Decantación Filtración Centrifugación Destilación Extracción Cromatografía

Cromatografía

Es un método de separación de mezclas,basado en el intercambio de los solutos

entre dos fases.

Cromatografía

elución

Gas Líquido

CGS CGL

Clasificación

Empacadas Capilares

WCOT PLOTSCOT

Instrumentación

FM Inyector

Registrador Detector

Columna

Equipo de CG

Introducción de la muestra

Fase móvil

ColumnaFEZona caliente

Muestra(jeringa)

Septa

FM - Gas de arrastre

Baja viscosidad bajo PM Inerte Seguro Alta pureza Económico

Fase móvil

Flujo = F = gasto en volumen del eluyentepor unidad de tiempo, medido a la salida de la columna a temperatura ambiente (mL/min)

Velocidad del gas = u = distancia media recorrida por la FM por unidad de tiempo (cm/seg)

Fc ( DI 2 u) / 4

Fase móvil

Gases utilizados

Nitrógeno Columnas empacadas

Hidrógeno Máxima eficiencia con columnas capilares

Helio Sistemas acoplados

H = f ( u )

Fase estacionaria

Estabilidad química

Bajo punto de fusión

Baja presión de vapor

Baja viscosidad

Requisitos de la muestra

Presión de vapor apreciable a la temperatura de operación pv 1 torr, Tmáx 450 ºC

No termolábil formar derivados No debe reaccionar con las superficies del

sistema cromatográfico (partes internas e inertes)

Proceso cromatográfico

El lecho cromatográfico puede ser abierto (placa) o cerrado (columna)

La fase móvil fluye a lo largo del lecho cromatográfico en contacto con la fase estacionaria

Proceso cromatográfico

La fase móvil fluye, arrastrando consigo los solutos

Los solutos se reparten entre ambas fases

FM FEsoluto

Proceso cromatográfico

Al alimentar la muestra al sistema, los solutos se reparten entre las dos fases

FM FM

Dimensiones

L = Longitud de la columna (cm)

DI = Diámetro interno (mm)

Df = Espesor de la película (m)

Vm = Volumen muerto (mL)

Columna empacada

Columna capilar

Columnas

Empacadas Capilares

Longitud 2 m 60 m

N / m 2,000 3,000

Platos totales 4,000 180,000

Columnas

Empacadas Baja eficiencia

Capilares Vidrio Sílice fundida

WCOT (CGL) PLOT (CGS)

Columna empacada

Columna capilar

Columnas capilares WCOT

(Nmáx) WCOT rápida

Widebore

df (m) 0.25 0.25 1.00 DI (mm) 0.25 0.25 0.5-0.75 L (m) 10 - 60 10 50 - 100 F (mL/min) 1 2 - 5 4 - 10 N 100 K 10-20 K 20K - 50KTanál(min) 30 - 120 2 - 10 10 - 60

Velocidad óptima FM

Espesor película

N2 He H2

250 m 12 25 42

320 m 9 19 32

530 m 6 14 22

Ecuación van DeemterColumnas Empacadas

H = A + + CuBu

A – Difusión de Eddy

B – Difusión molecular

C – Transferencia de masa en la FE líquida

Ecuación GolayColumnas Capilares

H = + (Cs + CM) uBu

B – Difusión molecular

Cs – Transferencia de masa en la FE líquida

CM – Transferencia de masa en la FM

H = f ( u )

Temperatura límite

FE Similitud Tmin (C)

Tmáx (C) Isot.

Tmáx (C)

Prog.DB-1 SE-30, OV-1 -60 320 350

DB-17 OV-17 40 280 300

DB-WAX C-20M 20 240 250

Temperatura límite

FE Similitud Tmin (C)

Tmáx (C) Isot.

Tmáx (C)

Prog.DB-5 SE-54 -60 320 350

DB-210 OV-210 40 240 260

DB-225

DB-1301

DB-1701

OV-225

-------

OV-1701

40

-20

-20

220

280

280

240

300

300

Isotérmico vs programada

Columna (FE) a) Ti = Tf

b) Ti Tf Ti

Tf

X C/ min

X C/ min

Ti

Tf

Aplicaciones

ProteínasAminoácidos

DrogasPolímeros

CarbohidratosVitaminasFármacos

Líquidos fisiológicos

LípidosSurfactantesEsteroidesExplosivos

Control de calidadControl de procesos

Química clínicaSeparación de muestras

Ventajas de CG Resolución

fases estacionarias N grande

Sensibilidad determina ng para la mayoría de analitos pg para algunos analitos

Exactitud análisis cuantitativo aceptable 1 ppb

Ventajas de CG

Velocidad 5-10 min en la mayoría de las muestras análisis de alta resolución 2 h

Manejo del equipo fácil automatizados (actuales) costo razonable

Limitantes de CG

Muestra volátil Muestras “sucias” “limpiar” Requiere disoluciones estándar Sistemas acoplados

Infrarrojo Espectrometría de masas

Experiencia