Métodos Ópticos, Electroquímicos
y Cromatográficos
“Historia y Evolución de las columnas Capilares
y su impacto en la Cromatografía de Gases”
Integrantes:
Albertos Pérez Mauricio
Chac Chan Ana
Pérez Muñoz Sharon
Que López Fernando
Ramos Varguez Alejandra
Hernández Gamboa Emily
Cromatografía de gases
• Para la aplicación de la técnica cromatografía se requiere una cuidadosa selección
de la columna cromatografía a emplear.
• Su rapidez y buena resolución se han aplicado al análisis de mezclas complejas de
hidrocarburos, pesticidas en el suelo, drogas en sangre, solventes de uso industrial.
En cromatografía de gases:
• La fase estacionaria es un liquido no volátil, pero también puede ser un solido.
• Analito: gas o líquido volátil.
Fase estacionaria
En Cromatografía de gases la FE puede ser
 Un sólido adsorbente
 Un líquido retenido en un soporte líquido (columna
empaquetada) o impregnando las paredes de una
columna capilar (columna abierta)
Columna capilar
Son utilizadas fases inmovilizadas,
también denominadas enlazadas o
no extraíbles.
Clasificación
Columnas
Cromatográficas
Empaquetadas
o de Relleno
Tubulares
Abiertas o
Capilares
Columnas Cromatográficas
Empaquetadas
En el interior del tubo, se
encuentra la fase
estacionaria en forma de
un líquido soportado
sobre un material
adecuado finamente
pulverizado
Consisten en un tubo de
un diámetro que varía
entre 2 y 5mm y con una
longitud que oscila entre
1 y 15m. Se enrollan para
que puedan colocarse en
el equipo.
El diámetro de las
partículas del relleno
debe ser, mínimo 10 veces
inferior al diámetro del
tubo
Columnas
Empaquetadas
o de Relleno
El relleno, se encuentra en
el interior del tubo por
medio de tapones de
algún material poroso
situado en los extremos
La longitud y la eficacia de
este tipo de columnas, se
encuentra limitada debido
a la caída de presión del
gas portador entre cabeza
y salida de la columna.
Columna Capilar
Está formada
por un tubo de
un diámetro
entre 0.2 y
0.8mm.
Según sea la forma
en que se dispone
la fase estacionaria
sobre la pared del
tubo, se distinguen
dos tipos de
columnas.
Columna
Tubular
abierta o
Capilar
En la pared
interna se
encuentra la
fase
estacionaria.
Columnas
tubulares abiertas
o capilares
Columnas WCOT
(Wall Coated
Open Tubular)
Columnas PLOT
(Porous Layer
Open Tubular)
WCOT
PLOT
De uso más frecuente.
La pared interna del tubo
está recubierta por una
capa de un soporte
adsorbente
La fase estacionaria se
encuentra formando una
película líquida sobre las
paredes del tubo
Si a su vez, el soporte
contiene una fase
estacionaria Líquida, se
denominan Columnas
SCOT (Support Coated
Open Tubular)
Evolución de las columnas
capilares con el tiempo
Columnas de metal
Columnas de tubería plástica
Columnas capilares de vidrio
Columnas de sílice fundido
Columnas de fases estacionarias inmovilizadas
Fase estacionaria
Muestra
Separaciones
Fase móvil
inerte
Fase
estacionaria
Propiedades que debería cumplir
una fase estacionaria
Rango de
temperatura
amplio (idealmente
entre -60 y 400ª C)
Presiòn de vapor
baja
Térmicamente
estable
Baja viscosidad
Mojar bien el
soporte
Adherencia
Selectiva
A nivel molecular, la retención de un soluto por parte de la fase estacionaria
puede ser debido a cualquier tipo de fuerzas intermoleculares:
Fuerzas de
dispersión
(Fuerzas de
London)
Fuerzas de
inducción
(Fuerzas de
Bebye)
Fuerzas de
orientación
(Fuerzas de
Keesom)
Fuerzas donadoraceptador.
Compuestos
no polares
• Fuerzas de dispersión (Fuerzas de
London)
• Fuerzas donador-aceptador
Compuestos
Polares
• Fuerzas de inducción (Fuerzas de Bebye)
• Fuerzas de orientación (Fuerzas de
Keesom)
Fases estacionarias
comúnmente utilizadas
Hidrocarburos:
Las únicas fuerzas de interacción de estas fases son las de dispersión.
Por lo que, compuestos cromatografiados eluirán en orden de
volatilidad) o si son compuestos muy polares, en orden inverso a
su hidrofobicidad.
2.
Polisiloxanos:
También llamados siliconas, son las fases más utilizadas por su elevada
estabilidad térmica y a la posibilidad de modificar químicamente
su estructura de base para obtener fases con diferentes
polaridades y selectividades. Su estructura base es:
1.

Donde R puede corresponder a
grupos metilo, vinilo, cianoetilo, entre
otros importantes.
Polifeniléteres:
Son fases estacionarias moderadamente polares, químicamente bien
caracterizadas y de utilidad para realizar muchas separaciones. Su
volatilidad es extraordinariamente baja dado su pequeño peso
molecular. Su estructura base es:
3.
Poliésteres:
Son fases moderadamente polares. Las columnas que las incluyen
presentan el problema de estaca estabilidad ya que estos grupos
son fácilmente hidrolizables y son muy sensibles a la oxidación,
por lo que su uso ha disminuido bastante. Su estructura base es:
4.
Polietilenglicoles:
Son fases estacionarias muy útiles para la separación de compuestos
polares y con posibilidades de formación de enlaces hidrógeno.
Este tipo de fases se preparan por polimerización del óxido de
etileno, lo que da lugar a la estructura:
5.
Los polímeros así formados se separan en fracciones de diferente
peso molecular promedio, lo que da lugar a todo el rango de
fases estacionarias de este tipo.
El factor fundamental en este tipo de fases es la concentración de
grupos hidroxilo, y en mucho menos grado, el peso molecular
promedio de la fase.
6.
Fase estacionaria ligada:
El factor de la temperatura influye en las fases estacionarias de baja
viscosidad, en la tendencia a ser arrastradas por a corriente del
gas portador a medida que la viscosidad de la fase va
disminuyendo por efecto de la temperatura. Para evitar este
problema, se suele inmovilizar químicamente la fase estacionaria.
Fases estacionarias inmovilizadas




La fases inmovilizadas (FI) deben formar películas física
y térmicamente estables.
Resistentes al paso de la fase móvil y a altas
temperaturas.
Método
más
utilizado
para
conseguir
FI:
entrecruzamiento por radicales libres de las cadenas
de
polímeros
(siliconas), usando
peróxidos,
azocompuestos o radiación gamma como generadores
de dichos radicales, de forma que se insolubilizan los
polisiloxanos.
Evita preparar columnas térmicamente estables con
fases de media o baja viscosidad, la cual disminuye aun
más al aumentar la temperatura, aumentando su
movilidad y rompiéndose la película estacionaria,
dando lugar a la formación de pequeñas gotitas.
Utilidades y atributos de las Columnas
Capilares
La permeabilidad de las
columnas tubulares hacia los
gases es mayor que las de las
columnas empaquetadas
El uso de este tipo de
columnas es debido a que la
elevada eficacia que ofrece
permite la separación de
mezclas muy complejas con
relativa facilidad
La eficacia, permite conseguir
buenas resoluciones sin
recurrir a fases estacionarias
de gran selectividad
Su principal inconveniente es
su pequeña capacidad de
carga, obliga a utilizar
sistemas de inyección
especiales y detectores de
alta sensibilidad
Elección de la Columna
1.- Búsqueda de metodologías
existentes
2.- Utilización de Columnas
capilares
3.- Utilización de columnas
empaquetadas
4.- Utilización de Fases mixtas
Conclusión

En los últimos años se han desarrollado métodos
cromatográficos con el fin de…
RESOLUCIÓN /ALTO RENDIMIENTO.
TIEMPO
REDUCCIÓN DE COSTOS DE SEPARACIONES
QUIRALES.
VENTAJAS
Columnas capilares sobre columnas de empaquetamiento.
Mayor resolución
Mayor número de platos teóricos por
metro de columna
Menor resistencia al flujo de gas por lo
que pueden ser más largas que las
empaquetadas
LIMITACIONES
Pequeños diámetros de columna que implican el uso
de inyectores especiales
Uso de flujos auxiliares y reguladores de presión
Aceptan una menor cantidad de muestra
Referencias
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Raviña, R. E. Medicamentos: Un viaje a lo largo de la evolución
histórica del descubrimiento de los fármacos, 1a ed.;
Universidad de Santiago de Compostela: España, 2008; pp
797.
Gutiérrez, A. J. Cromatografía de Gases, 1a ed.; Museo
Nacional de Ciencias Naturales: España; pp 25 – 37.
Quiros, B. M. Principios y aplicaciones de la cromatografía de
gases. Universidad de Costa Rica: Costa Rica, 2006; pp 11 - 13.
Harris, D. C. Análisis Químico Cuantitativo; Reverté: 2007; pp
579.
Skoog D. A.; Fundamentos de química analítica; Reverté:
España, 1997; pp 692.
Varcárcel Cases, M., Gomez Hens, A. Técnicas analíticas de
separación. Reverté: España, 1999; pp 639.
Ettre, L. S. Evolution of Capillary Columns for Gas
Chromatography; Milestones in Chromatography; pp 52 – 56.
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Actividad 3. Columnas Capilares