La cromatografía es un método de separación de componentes químicos de mezclas complejas basado en la retención selectiva entre fases móvil y estacionaria. Existen varios tipos de cromatografía como la de adsorción, reparto, intercambio iónico y exclusión por tamaño que difieren en la naturaleza de las fases involucradas y los mecanismos de separación.

1. BUAP Análisis electroquímico Facultad de ciencias químicas Tema: CROMATOGRAFIA DE REPARTO, ADSORCION, INTERCAMBIO Y EXCLUSION

2. Es un método muy empleado para la separación, identificación y determinación de los componentes químicos de mezclas complejas. Ningún otro método de separación es tan poderoso ni tiene tantas aplicaciones como la cromatografía. Es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. CROMATOGRAFIA

3. FASES (MOVIL Y ESTACIONARIA) Consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supercrítico) que arrastra a la muestra a través de una fase estacionaria que se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido. Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta forma con la fase estacionaria. De este modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando. Después de que los componentes hayan pasado por la fase estacionaria, separándose, pasan por un detector que genera una señal que puede depender de la concentración y del tipo de compuesto.

4. La separación entre dos sustancias empieza cuando una es retenida más fuertemente por la fase estacionaria que la otra, que tiende a desplazarse más rápidamente en la fase móvil. las retenciones mencionadas pueden tener su origen en dos fenómenos de interacción que se dan entre las dos fases y que pueden ser : 1. La adsorción, que es la retención de una especie química por parte de los puntos activos de la superficie de un sólido quedando delimitado el fenómeno a la superficie que separa las fases o superficie interfacial. 2. La absorción, que es la retención de una especie química por parte de una masa, y debido a la tendencia que esta tiene a formar mezcla con la primera, absorción pura, o a reaccionar químicamente con la misma, absorción con reacción química, considerando ambas como un fenómeno másico y no superficial.

5. En 1906 Tswett definió la cromatografía como: Método en el cual los componentes de una mezcla son separados en una columna adsorbente dentro de un sistema fluyente. Recientemente la I.U.P.A.C define la cromatografía de forma más amplia como: Método usado principalmente para la separación de los componentes de una muestra, en el cual los componentes son distribuidos entre dos fases, una de las cuales es estacionaria, mientras que la otra es móvil. La fase estacionaria puede ser un sólido o un líquido soportado en un sólido o en un gel (matriz). La fase estacionaria puede ser empaquetada en una columna, extendida en una capa, distribuida como una película, etc...

6. Los métodos cromatográficos son de dos tipos fundamentales: Cromatografía en columna: La fase estacionaria se mantiene dentro de un tubo angosto y la fase móvil se hace pasar por el tubo con presión o por gravedad Cromatografía plana La fase estacionaria esta sujeta por una placa plana en los poros de un papel. En este caso la fase móvil se mueve a través de la fase estacionaria por acción capilar por la influencia de gravedad.

7. Como se muestra en la tabla los métodos cromatográficos en columna se clasifican de acuerdo con la naturaleza de la fase móvil, específicamente, líquidos, gases y fluidos supercríticos. La segunda columna de la tabla muestra que hay cinco tipos de cromatografía líquida y dos tipos de cromatografía de gases que difieren en la naturaleza de la fase estacionaria y en los tipos de equilibrio entre las fases.

10. La cromatografía de reparto es hoy en día el método más utilizado. La cromatografía de reparto se divide en “fase normal”, y “fase reversa”, cuyas principales diferencias radican en las distintas polaridades de sus fases estacionarias y móviles. CROMATOGRAFIA EN FASE REVERSA: En la cromatografía de fase reversa su fase estacionaria es apolar, y la fase móvil polar. Las fases estacionarias han sido obtenidas haciendo reaccionar químicamente los centros silanoles activos de la sílice con un trialquilclorosilano. La retención se produce en esta especie de capa líquida depositada químicamente como consecuencia de la distinta solubilidad relativa entre la fase estacionaria ( apolar) y la fase móvil (polar). Los compuestos más retenidos son los más apolares. La retención y selectividad se controlan fundamentalmente con la composición de la fase móvil. Para obtener una fase móvil de fuerza de elución óptima, se ensayan mezclas de metanol, acetonitrilo o tetrahidrofurano en agua. CROMATOGRAFIA DE REPARTO

11. CROMATOGRAFIA EN FASE NORMAL En esta cromatografía a diferencia de en fase reversa, la fase estacionaria es polar y la móvil apolar. Las fases estacionarias se obtienen haciendo reaccionar químicamente los centros silanoles activos de la sílice con un trialquilclorosilano. La retención también (como la de fase reversa) tiene lugar en esa especie de capa líquida depositada químicamente, como consecuencia de la distinta solubilidad relativa en la fase estacionaria (polar) y la fase móvil (apolar). Donde el analito menos polar será el primero que se eluye y el más polar el último en eluir.

12. CROMATOGRAFIA DE INTERCAMBIO IÓNICO La cromatografía iónica se usa para separar y determinar especies iónicas. La fase móvil es un líquido acuoso y salino que contiene un disolvente orgánico como metanol o acetonitrilo y un compuesto iónico que aporta un contraion de carga opuesta al analito. La elución de los pares iónicos se consigue mediante una disolución acuosa de metanol u otro disolvente orgánico soluble en agua. La fase estacionaria es una resina de intercambio iónico. Se trata de un material polimérico (Ej: poliestireno), que contiene muchos grupos funcionales por molécula y prácticamente insoluble en agua. Hay dos tipos de cromatografía iónica, que se clasifican según el método empleado, para evitar que la alta conductividad de la fase móvil interfiera en la medida de conductividad del analito. Estos dos tipos son: Con detector conductimétrico y supresión química: Se coloca una columna supresora del eluyente inmediatamente después de la columna analítica (de baja capacidad). Esta columna supresora es un intercambiador iónico de alta capacidad y de signo opuesto a la columna analítica, que convierte los iones del eluyente en especies moleculares poco ionizadas y no retiene los iones del analito. La columna supresora se debe regenerar periódicamente. Veamos las reacciones entre el eluyente y el supresor: La primera reacción de la imagen se corresponde a cuando la columna analítica es catiónica.

13. La segunda reacción de la imagen corresponde a cuando la columna analítica es aniónica: Con detector conductimétrico y supresión electrónica: Se utilizan fases móviles de conductividad muy baja y diluidas. Su conductividad se corrige de forma electrónica. Comparada con la supresión química, requiere un equipo más sencillo, pero menos sensible.

14. CROMATOGRAFIA DE EXCLUSION POR TAMAÑO La Cromatografía De Exclusión por Tamaño selecciona los componentes de una muestra de acuerdo con su tamaño molecular, según su capacidad para atravesar el entramado de los geles que constituyen la FE .

15. Las partículas de gran tamaño solo pueden recorrer el espacio intersticial entre las partículas de la Fase E., las de tamaño intermedio pueden penetrar en los poros de mayor diámetro de los gránulos de relleno, y los mas pequeños pueden viajar a lo largo de la columna por el volumen intersticial y por los canales , grandes o pequeños, del interior de las partículas de FE.

16. Existe correlación logarítmica entre el volumen de elución y la masa molecular

17. VR: volumen de retención • Vo: volumen extrapartícular • Vt:: volumen total • Vi: v. intraparticular= Vt-Vo Kpr= VR – Vo Vt - Vo

18. Explique el fundamento de la Cromatografía de exclusión molecular. La cromatografía de filtración molecular es un método de cromatografía en columna por el cual las moléculas se separan en solución según su peso molecular, o más precisamente, según su radio de Stokes. En esta cromatografía, la fase estacionaria consiste en largos polímeros entrecruzados que forman una red tridimensional porosa. A los fines prácticos, la columnas se empaquetan con pequeñas partículas esferoidales formadas por esos polímeros entrecruzados. En consecuencia, estas partículas son porosas, y el tamaño de los poros es tal que algunas moléculas (las demasiado grandes) no podrán ingresar a esos poros, en tanto que otras (las suficientemente pequeñas) podrán pasar libremente. Los poros quedan conectados formando una malla o red, lo cual determina una serie de caminos a ser recorridos por las moléculas que acceden al interior de esta.

19. Los poros de la matriz deben ser de tamaño comparable al tamaño de las moléculas que se desea separar. Las moléculas de mayor tamaño que los poros harán el camino más corto, ya que nunca entran a la malla de la fase estacionaria. Se dice que estas moléculas son excluidas. Las moléculas pequeñas pueden difundir dentro de la matriz. Cuanto menor es su tamaño, mayor es la probabilidad de que entren a un poro. Así, a menor tamaño de la molécula, más largo el camino que seguirá dentro de la malla de la fase estacionaria.

20. En una columna de filtración molecular, las partículas que forman la fase estacionaria están empaquetadas dentro de una columna cilíndrica por donde fluye la fase móvil (el eluyente). Es frecuente que estas columnas estén en posición vertical y que el pasaje de la fase móvil sea impulsado por la fuerza de gravedad. La moléculas excluidas se mueven continuamente junto con el eluyente, en tanto que aquellas que por su tamaño pueden ingresar a la fase estacionaria son retardadas en función de sus tamaños. Por lo tanto, las primeras moléculas que eluyen son las excluidas, y luego, en orden de tamaño decreciente, las moléculas no excluidas.