mÉtodos Ópticos electroquÍmicos y cromatogrÁficos interacciones moleculares y su importancia en...
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MÉTODOS ÓPTICOS ELECTROQUÍMICOS Y CROMATOGRÁFICOS
Interacciones moleculares y su
importancia en los procesos
cromatográficos.
INTEGRANTES:Alma Basto Jessica Chi
Ángel Canul Fátima CanoIrvin Castillo
La afinidad relativa de un soluto en las dos fases para un sistema cromatográfico determina la magnitud del
coeficiente de distribución (el coeficiente de distribución
deben ser grande).
Características
En la CG*, la retención y selectividad
depende de la fase estacionaria.
En CL** La retención y selectividad
depende de la fase móvil (proporciona interacción con el
analito) y estacionaria (reduce
el coeficiente de distribución).
*Cromatografía de gases** Cromatografía de líquidos
La fuerza de interacción
Fuerzas de interacción
Fuerzas de dispersión
Van Der Waals
Fuerzas de London
Fuerzas iónicas
Fuerza hidrofílica e hidrofóbica
Fuerzas polares
Dipolo-Dipolo
Puente de hidrógeno
Dipolo-Dipolo inducido
Fuerzas de dispersión
Van der WaalsSon aquellas que existen entre las moléculas de
un compuesto no polar, en el que cada átomo
tiene respecto a otro con el que no está unido,
un radio de Van der Waals.
LondonSon fuerzas de atracción débiles entre
moléculas que resultan de los pequeños
dipolos instantáneos, que se forman debido a
la variación en las posiciones de los
electrones en su movimiento alrededor del
núcleo (surge de las vibraciones de electrones
/ núcleos).
Figura 2. Alineación de las moléculas en estado sólido A y en estado líquido B.
Figura 1. Dipolos momentáneos
Fuerzas de dispersión en cromatografía
Cromatografía
Adsorción
Fase estacionaria (FE) : sólido
Fase móvil
Líquido, se llama CLS
Gas, se llama CGS
El analito interacciona con la FE por fuerzas de Van der Waals
Partición
Fase estacionaria (FE) : líquido
Fase móvilLíquido, se llama CLL
Gas, se llama CGL
En CFR la fase móvil empuja al soluto hacia la capa móvil hidrocarbonácea enlazada (C8 Y C18) por fuerzas de London.
Desventajas de las fuerzas de dispersión en cromatografía
Fuerzas de dispersión de London y de Van der Waals
Son fuerzas débiles, eficaces sólo a distancias cortas.
La energía requerida para romper los enlaces es pequeña.Provoca mayor eficiencia en la separación.La interacción del soluto con la fase estacionaria es temporal.
Desventajas Ventajas
Fuerzas Polares
• Tienen un dipolo o varios en distintas partes de la molécula.
Fuerzas polares
Dipolo-Dipolo Puente de hidrógeno
Dipolo-Dipolo inducido
Dipolo-Dipolo
CARACTERÍSTICAS DE LA FASE MÓVIL
Polaridad: La interacción total entre una molécula de fase móvil y una molécula de soluto es el resultado de las siguientes interacciones.
Cuanto mayor es la combinación de estas interacciones, mayor será la atracción entre moléculas de fase móvil y soluto.
La capacidad de una molécula de interactuar de acuerdo a estos mecanismos, es una medida de lo que llamamos “polaridad”. Así, los solventes "polares" disuelven preferencialmente moléculas "polares”.
Fuerzas Polares y su interacción en cromatografía
Cromatografía liquidaCuando la fase estacionaria es polar y la fase móvil no polar, se denomina sistemas normales. En estos sistemas la retención del soluto se incrementan generalmente con su polaridad. Si la fase estacionaria es menos polar que la móvil se denomina un sistema de fase inversa, las especies polares tienen poca afinidad por la fase estacionaria.
Interacción dipolo-dipolo
Cromatografía de reparto.
Tiene lugar cuando se utiliza un liquido como fase estacionaria. Para inmovilizar este liquido se utiliza un soporte solido de gran área superficial. Cromatografía líquido-líquido, para evitar que se mezclen las fases se utiliza como fase móvil y estacionaria con polaridad muy diferentes. Si el liquido es polar (etilen-glicon), la fase móvil será no polar (hexano). Los solutos polares son retenidos mas fuertemente que los no polares.
Cromatografía de gases
Fase móvil gas portador. Fase estacionaria polidimetilsiloxano: fase no polar de uso general para hidrocarburos, drogas y esteroides.
Puente de Hidrógeno
• Enlace de hidrógeno• Se forma cuando un átomo de H
unido a un átomo muy electronegativo es atraído simultáneamente por un átomo muy electronegativo de una molécula vecina.
• F, O y N cumplen los requerimientos para la formación del enlace de hidrógeno.
Puente de hidrógeno
Puente de hidrógeno entre bases nitrogenadas
Importancia de los puentes de hidrógeno en cromatografía
Fase estacionaria; La superficie del gel de sílice interacciona con
los compuestos orgánicos mediante interacciones de carácter
polar:-Puentes de hidrógeno
-Interacciones electrostáticas
Los compuestos más polares interaccionan más fuertemente con
la sílica.
Cromatografía de reparto en fase reversa
-Disolvente polar en fase móvil.
-Cadena hidrocarbonada ligada como fase estacionaria.
La selectividad se basa en las interacciones específicas entre el
soluto y la fase móvil
PUENTE DE HIDRÓGENO Ventajas:Reproducibilidad Tiempos de retención cortos
Dipolo-Dipolo inducido• Todos los compuestos que pueden exhibir interacciones polares
no necesitan contener dipolos permanentes.
Fuerza dipolo- dipolo inducido La atracción entre una molécula polar y un dipolo inducido (molécula no polar).Se llama dipolo inducido porque la separación de sus cargas positiva y negativa se debe a la proximidad de un ión o molécula polar.
Fuerza dipolo-dipolo inducido en cromatografía
Cromatografía fase normal NP-HPLC• Fase móvil no polar o poco polar • Fase estacionaria polar (gel de
sílice)• La fuerza de adsorción aumenta a
medida que aumenta la polaridad del compuesto
• La interacción entre el compuesto polar y la fase estacionaria polar aumenta el tiempo de retención.
DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO Ventajas Separar los compuestos en base a su polaridad.
DesventajasFalta de reproducibilidad de los tiempos de retención
Tipos de interacciones iónicas
a)Carga-carga
b)Carga-dipolo
b)
Fuerzas iónicas• Son atracciones ente iones de carga opuesta,
es decir, la atracción de un ion cargado positivamente (catión) y ion cargado negativamente (anión).
Cromatografía de intercambio iónico.
• Consiste en separar las proteínas en función de su carga eléctrica en lugar de hacerlo por su tamaño y es eficazmente utilizada para la purificación de proteínas.Aplicación.
La separación se hace por medio de una fase estacionaria con sustituyentes ionizables que tiene como función retener las proteínas cargadas negativamente (rojo ) con el fin de que solo las proteínas cargadas positivamente y las neutras puedan pasar libremente a través de la fase y eluir por la columna.
Fuerza iónica en cromatografía de intercambio iónico
Interacción hidrofóbica e hidrofílica
Dependen de la solubilidad,
miscibilidad e interacción molecular
El carácter interactivo neta de una molécula grande se
compone de las contribuciones individuales de los diferentes grupos químicos (neta de una
molécula grande)
Cromatografía y la interacción hidrofóbica
HIC (Cromatografía de Interacción hidrofóbica)-Separa las proteínas en base a su hidrofobicidad superficial.
-Se caracteriza por la adsorción de las biomoléculas a la superficie débilmente hidrofóbica acuosa y su posterior elución mediante una gradiente salino negativo.
-No-desnaturaliza, ya que el contrario de la fase reversa (tiene gran fuerza hidrofóbica con el soporte) no requiere de modificador orgánico para la elución de las diferentes proteínas.
Analito
HIC, permitir mayor interacción hidrofóbica.
Cromatografía y la interacción hidrofílica
Conclusión
• Cada una de las interacciones moleculares y las fuerzas empleadas tienen una gran importancia en la cromatografía, es decir la interacción del analito con la fase móvil y la estacionaria esta dada por esa interacción, por el cual existe una técnica adaptada para cada analito dependiendo de la molécula o parte de ella que interaccione durante el proceso, entonces no hay cromatografía mejores que otras solo las adecuadas al analito de interés.
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