análisis-cromatrográfico

Diapositiva 1

ANLISIS CROMATOGRFICO

Lisseth Tatiana Garnica PatioJuan Pablo Rangel

Ingeniero Jhon Len

Laboratorio de FluidosESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS

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ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS AGENDA1.INTRODUCCION Cromatografa Mecanismos de separacin Cromatografa de Lquidos Cromatografa de Gases2.CARACTERISTICAS DEL EQUIPO DE CROMATOGRAFIA DE GAS Gas portador Sistema de inyeccin Fase estacionaria Sistema de separacin Sistema de deteccin Sistema de integracin3. RESULTADOS4.ANALISIS 5.NORMA D1945 036.CONCLUSIONES7.BIBLIOGRAFIA

02WWW.GMPHUIS.COM

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ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS 1.INTRODUCCIONMikhail Semyonovich Tsvethttp://en.wikipedia.org/wiki/File:Tswett_01.jpgConjunto de tcnicas para la separacin de los componentes de una mezcla sobre la base de su diferente movilidad en un medio estacionario (fase estacionaria) cuando son arrastrados por un fluido ( fase mvil o eluyente) con el fin de identificar y determinar la cantidad de componentes.03fase mvil fase estacionariaCROMATOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Chromatography_of_chlorophyll_results.jpgWWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSMECANISMOS DE SEPARACIONCROMATOGRAFA DE ADSORCIN

Fuente: ocw.usal.es/ciencias-experimentales/analisis...a.../Tema_10.pdf

Se presenta cuando los analitos tienen afinidad polar con la fase estacionaria que es un slido adsorbente de gran rea superficial (gel de slice, almina, etc.)06WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSCROMATOGRAFA DE CAMBIO INICOMECANISMOS DE SEPARACION

La separacin se basa principalmente en la diferente afinidad para el intercambio de iones de los componentes de la muestra con respecto a la fase estacionaria.www.docstoc.co/cromatografia-de-intercambio-ionico07WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSCROMATOGRAFA DE EXCLUSIN ( O DE GELES)

MECANISMOS DE SEPARACION

Las molculas pequeas penetran en los poros de las partculas de gel, por lo que necesita mas tiempo para salir al final de la columna.Tomado de: GONZLEZ BENITO, Javier. Tcnicas de Separacin: Cromatogrfica. Las molculas grandes, en cambio, al no penetrar en las partculas se mueven con la fase mvil a una velocidad mayor. 08WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSMECANISMOS DE SEPARACIONCROMATOGRAFA DE PARTICINEste mtodo se basa en la diferencia de solubilidad del analito entre las fase estacionaria y mvil, de este modo las molculas de la muestra se repartirn a lo largo de la columna agrupndose de acuerdo al tipo de componente.

Tomado de exposicin Cromatografa de Gases por HENRY GIOVANNY MASIAS MANQUILLO09WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSCROMATOGRAFIA DE LIQUIDOSLa fase estacionaria est sostenida sobre una placa plana sobre un papel. La fase mvil se desplaza a travs de la fase estacionaria por capilaridad por efecto de la gravedad.CROMATOGRAFA PLANA

CAPA FINA

PAPELhttp://blafar.blogia.com/2007/042301-cromatografia.phphttp://www.catrosa.com/noticias.asp10WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSCROMATOGRAFIA DE LIQUIDOSCROMATOGRAFA DE COLUMNALa fase estacionaria est contenida en un tubo estrecho y se fuerza el paso de la fase mvil a travs del tubo, ya sea a presin por gravedad.

Tomado de http://www.waters.com/waters/nav.htm?cid=10048919&locale=es_ES11WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSCROMATOGRAFIA DE GASES12WWW.GMPHUIS.COM


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CROMATOGRAFO DE GASESFuente:www.dacb.ujat.mx/material_academico/descarga/instrum_cromatografica.ppt14 2.CARACTERISTICAS DEL EQUIPOWWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASES15WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSEn la cromatografa de gases, la fase mvil se denomina gas portador y su finalidad es transportar las molculas de la muestra a travs de la columna.

GAS PORTADORPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASES

http://www.airtalde.es/ficha.asp?id=287

16http://www.energas.com.co/glp.htmWWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESGAS PORTADOR17

AJUSTE DE CAUDAL CONDICIONA LA VELOCIDAD DE SEPARACIONVlvulas de control de flujo. (Laboratorio Cromatografa Escuela de Qumica Universidad Industrial de Santander UIS. 2008.)WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE INYECCIN

18La introduccin de la muestra es de sumo cuidado ya que se debe inyectar la cantidad de forma adecuada y rpidaWWW.GMPHUIS.COM


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Jeringa de inyeccintomado de: CAICEDO M. Cristbal. Cromatografa de gases.Jeringa de Inyeccin de muestras. (Laboratorio Cromatografa Escuela de Qumica Universidad Industrial de Santander 2008.)PARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE INYECCIN

19Muestras gaseosas 0,1 ml- 10mlMuestras liquidas 0,1uL- 20uLWWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESFASE ESTACIONARIA20WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSFASE LQUIDAC USOUSOSESCUALANO20-120Hidrocarburos , haluros de alquilo, mercaptanosAPIEZON L50-280Comp. Poco polares de punto de ebullicin elevadoPOLIDIMETILSILOXANO SE-3050-350Hidr. Aromticos polinucleares, esteroides, PCBsFENILDIMETILSILICONA0-3500-380Drogas, esteroides, pesticidasTrifluoropropilmetil siliconaOV 2100-280Aromticos clorados nitroaromticosPOLIETILIENGLICOLCARBOWAX 100030-150Alcoholes, cidos libres, teres, glicoles, aminasPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESFASE ESTACIONARIA21WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE SEPARACIONLa columna constituye la parte esencial del sistema cromatogrfico y de la que depende el xito o el fracaso de los anlisis. En ella est contenida la fase estacionaria, que determina la selectividad y la eficacia de las separaciones.Columnas empaquetadas o de rellenoColumnas tubulares abiertas o capilares

http://www.leacsa.com/quadrex.htm.

http://grupolaboratorio.galeon.com/enlaces1846195.html22WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE SEPARACIONCOLUMNAS TUBULARES ABIERTAS O CAPILARES

COLUMNAS CAPILARES DE PARED RECUBIERTA (WCOT)COLUMNAS CAPILARES DE SOPORTE RECUBIERTA (SCOT)COLUMNAS CAPILARES DE CAPA POROSA (PLOT)24Wall coated open tubullarPorour lager open tubullarSupport coated open tubullarWWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS20PARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE SEPARACIONCOLUMNAS EMPAQUETADAS O DE RELLENO

http://grupolaboratorio.galeon.com/enlaces1846195.htmlEstas columnas se llenan con un soporte slido de grano fino (60-100 mallas, 0.25-0.15 mm) recubierto de una capa delgada (0.05-1m) de un lquido no voltil que acta de fase estacionaria. La superficie ha de ser qumicamente inerte y no absorbente de los solutos.El soporte slido deber presentar las siguientes caractersticas: Material relativamente duro.Material estable trmicamente y poroso.25WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSCARACTERISTICASTIPO DE COLUMNA CAPA POROSA PARED RECUBIERTA SOPORTE RECUBIERTA RELLENOLongitud [m]10-10010-10010-1001-6Dimetro interno [mm]0,1-0,530,25-0,750,52-4Tamao de la muestra [ng]10-7510-100010-100010-106Velocidad relativaRpida Rpida Rpida Lenta MaterialSlice aluminio cobre teflnSlice aluminio cobre tefln

Slice aluminio cobre tefln

Vidrio y acero COMPARACIN ENTRE COLUMNAS CAPILARES Y LAS DE RELLENOSISTEMA DE SEPARACIONPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASES26WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE DETECCIONDETECTORES

El detector cromatogrfico es un dispositivo que mide la concentracin de cada uno de los componentes de la muestra y genera una seal elctrica proporcional a dicha concentracin.Fuente : cromatografa de gases. Harold M McNair, 198127WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSCARACTERSTICAS IMPORTANTES DEL DETECTOR

Sensibilidad AdecuadaBuena estabilidad y reproducibilidadTiempo de RespuestaVersatilidadPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE DETECCION28WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE DETECCIONDETECTOR TERMICOT1R1T2R2T3R3Gas portadorSalida de la columnaFilamentoSe basa en los cambios de conductividad trmica de la corriente de gas ocasionados por la presencia de los diferentes analitos.ANALISIS CROMATOGRAFICO POR ADRIANA MILENA ARIAS NORIEGAERIK JUSSEPPE RIVERA DELGADO29WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE DETECCIONDETECTOR TERMICODeterminacin cuantitativa mnima10-8 g, alrededor de 10 ppmRespuestaUniversal (orgnicos e inorgnicos)Para todas las substancias menos el gas portadorEstabilidadbuenaGas portadorHelio - HidrgenoTemperatura lmite400CobservacionesBarato, fcil de manejar, requiere buena temperatura y control de flujo, no destructivo30WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE DETECCIONDETECTOR IONIZACION DE LLAMAOxigenoCarbonoHidrogenoElectrodo -Electrodo +300 VSe basa en el principio de que la conductividad elctrica de un gas es directamente proporcional a la concentracin de las partculas cargadas dentro del gasANALISIS CROMATOGRAFICO POR ADRIANA MILENA ARIAS NORIEGAERIK JUSSEPPE RIVERA DELGADO31WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSDeterminacin cuantitativa mnima10-11 gRespuestaSelectiva, compuestos orgnicosEstabilidadExcelente (relativamente insensible a la temperatura y a los cambios de caudal)Gas portadorHelio - NitrgenoTemperatura lmite400Cobservacionesrequiere abastecimiento de 3 gases y un electrmetro. Destruye la muestraPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE DETECCIONDETECTOR IONIZACION DE LLAMA32WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE DETECCIONDETECTOR CAPTURA DE ELECTRONESMide las disminuciones de una seal en vez del aumento de la corriente elctrica.

Schematic of an electron capture detector for gas chromatography.http://en.wikipedia.org/wiki/File:Electron_capture_detector.gif33Ar N2La disminucin de la corriente es una medida de la de afinidad electrnica de los analitos y se relaciona con la concentracin de estos.WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSDeterminacin cuantitativa mnima10-12 gRespuestaMuy selectiva, slo responde a tomos electronegativos.EstabilidadRegularGas portadorN2 Ar + 10%H3 (con voltaje pulsado)Temperatura lmite225C tritio350C 63NiobservacionesSe contamina fcilmente, el gas portador debe estar seco, funciona con corriente continua o alterna. No destructivo, precaucin debido al uso de material radiactivoPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE DETECCIONDETECTOR CAPTURA DE ELECTRONES34WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE DETECCIONOTROS DETECTORES37WWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSPARTES DE UN CROMATOGRAFO DE GASESSISTEMA DE INTEGRACIONSe utiliza para cuantificar la seal generada por cada componente en el detector donde se obtiene una respuesta bajo la forma de una seal que vara en el tiempo, mostrando "picos" en tiempos caractersticos para cada componente. La altura (o rea) de cada uno de estos picos es proporcional a la abundancia del componente involucrado

http://www.statisticaldesigns.com/sc_hplc.htm

http://html.rincondelvago.com/0005661717.png. PRACTICAS DE QUIMICA DE MEZCLAS.38WWW.GMPHUIS.COM



VM= Volumen muertotM= tiempo muertotR= tiempo de retencinVR= Volumen de retencinh= Altura del picoW= Anchura del picoFuente: ocw.usal.es/ciencias-experimentales/analisis...a.../Tema_10.pdf CROMATOGRAMAEs el registro grfico del anlisis cromatogrfico realizado a cierta muestra, donde se indican los componentes y el grado de concentracin en que estaban presentes en determinado tiempo. 3. RESULTADOS39

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# de tomos de carbonoVolatilidad del componenteRespuesta del detectorn-C10n-C15n-C20AREA DEL PICODeterminar la proporcin de los componentes en la muestra (anlisis cuantitativo). 4. ANALISIS Determinar la naturaleza de los componentes (anlisis cualitativo)Fuente : Anlisis cromatogrfico. Yureynis Michelle Jaimes Beltrn40Tiempo de retencionWWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSANALISIS CUANTITATIVO41 4. ANALISISWWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSANALISIS CUANTITATIVOFuente : manual terico practico de cromatografa de gases. Grupo de laboratorio, 1975HB

Hallar la concentracinEncontrar el rea del picoCalcular el rea totalAplicar factor de correccin42 4. ANALISISWWW.GMPHUIS.COM


ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSNORMA Astm d 1945 - 0337FLUIDOS A LOS CUALES SE LE APLICA LA NORMA (MUESTRA)Esta norma ASTM D 1945 03, aplica para la identificacin de la composicin qumica de gases naturales y de mezclas de gases que contengan una concentracin de cada uno de los componentes expuestos en la tabla 3, dentro del rango preestablecido ah mismo.

La prueba puede ser abreviada para el anlisis de la inclinacin de gases naturales con cantidades despreciables de hexano e hidrocarburos mayores, o para la determinacin de uno o ms componentes. 37WWW.GMPHUIS.COM

ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS37NORMA Astm d 1945 - 0338

TABLA 3. Componentes del Gas Natural y el rango de cada unoFUENTE: ASTM INTERNATIONAL. Standard Test Method for Analysis of Natural Gas by Gas Chromatography. 1962. 17p: il. (ASTM D1945-03).

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ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS38NORMA ASTM d 1945 - 0339RESUMEN DEL MTODOLos componentes de una muestra representativa sern separados por cromatografa de gases (GC), los cuales sern comparados con una mezcla estndar de referencia de composicin conocida.

El nmero de componentes pesados, C5 C6 C7+, pueden ser agrupados en picos irregulares.

En ultimas, la composicin de la muestra es calcula con la comparacin entre las alturas y las reas de cada pico, con los valores obtenidos correspondientes a la referencia estndar.39WWW.GMPHUIS.COM

ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS39NORMA ASTM d 1945 - 0340EQUIPO - APARATO40WWW.GMPHUIS.COM

ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS40NORMA ASTM d 1945 - 0341MUESTRA DE REFERENCIA ESTANDARComo se ha mencionado anteriormente, una muestra de referencia estndar es necesaria.41WWW.GMPHUIS.COM

ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS41NORMA ASTM d 1945 - 0342PROCEDIMIENTO

Detector vlvulaRegulador de presinRegulador de flujoRotmetro N2,H2oHeJeringa Inyector Ccolumna FIGURA 29. Procedimiento NORMA ASTM D 1945 - 03FUENTE: BAYONA CARDENAS, Viviana. Cromatografa.ppt42WWW.GMPHUIS.COM

ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS42NORMA ASTM d 1945 - 0343FINALIDAD Luego de que el Sistema de integracin del Cromatgrafo genere el cromatograma, se procede a hacer el anlisis cuantitativo de cada componente en la muestra.

Teniendo en cuenta cada uno de los picos y sus respectivo valores FIGURA 30. HistogramaFUENTE: http://es.wikipedia.org/wiki/Cromatograf%C3%ADa43WWW.GMPHUIS.COM

ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS43NORMA ASTM d 1945 - 0344CLCULO DE COMPOSICIONES A PARTIR DE UN CROMATOGRMA Existen dos mtodos para hacer el clculo de composiciones, uno teniendo en cuenta una corrida de referencia por todo el sistema y el otro es sin tenerla en cuenta.CLCULO DEL REA DE UN PICO

Como los picos tienen forma triangular, se procede a calcular su rea:

A = rea del pico, mm H = Altura del pico, mm L = Espesor del pico, mm

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ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS44EJEMPLO DE REFERENCIA

45 Como etapa final del proceso de cromatografa para un gas, se obtuvo el siguiente cromatograma:

FIGURA 31. Cromatogrma de ejemplo de referenciaFUENTE: ASTM INTERNATIONAL. Standard Test Method for Analysis of Natural Gas by Gas Chromatography. 1962. 17p: il. (ASTM D1945-03).

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46 No se realiza ninguna corrida de referencia estndar, y los datos de los picos son tabulados en la siguiente tabla.

Calcular el rea del pico de cada compuesto y su respectiva concentracin molar. TABLA 4. Tabla de datos de ejemplo de referenciaFUENTE: ASTM INTERNATIONAL. Standard Test Method for Analysis of Natural Gas by Gas Chromatography. 1962. 17p: il. (ASTM D1945-03).

Compuesto

Espesor (L) [mm]

Altura (H) [mm]

C1+N21.575.0C21.064.0CO22.040.0C31.939.0i-C44.051.0n-C44.056.0i-C56.010.0n-C57.07.046WWW.GMPHUIS.COM


47 Como hacen referencia a que no se hizo una corrida con alguna referencia estndar, se procede a calcular las concentraciones por el mtodo sin corrida. Primero el rea de cada pico, comenzando por el Etano C2:

Ya calculada el rea del pico, se prosigue con la concentracin:

Se repite el mismo proceso para cada uno de los compuestos de la muestra y por ltimo se tabulan los resultados.

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48 Aunque se obtuvieron los resultados, no se puede confiar en ellos, pues como se mencion antes, es necesario la presencia de un referencia estndar para comparar los datos y ah s medir-les grado de exactitud.Compuestorea (A) [Mm2]Concentracin [% Mol]C1+N256.2512.97C232.007.37CO240.009.22C337.058.54i-C4102.0023.51n-C4112.0025.82i-C530.006.92n-C524.505.65Total433.80100TABLA 5. Tabla de resultados de ejemplo de referenciaFUENTE: ASTM INTERNATIONAL. Standard Test Method for Analysis of Natural Gas by Gas Chromatography. 1962. 17p: il. (ASTM D1945-03).

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ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOS48 7.CONCLUSIONESLos datos obtenidos a partir de un anlisis cromatogrfico depender del tipo de cromatografo y elementos que se utilicen, ya que en ocasiones pueden arrojar anlisis cualitativos o cuantitativos.

En la industria petrolera es de gran importancia para el anlisis de la composicin qumica de diferentes hidrocarburos.

Una eficiente separacin de los compuestos de una mezcla por un Cromatografico, depende de una adecuada tasa de flujo del gas portador, de el preciso control de la temperatura, el detector a usar y de la optima seleccin de una o varias columnas, que puedan retener los componentes de la muestra.

Los posibles errores que se dan a la hora de comparar los resultados de las concentraciones de cada componente de la muestra con la referencia estndar (Norma ASTM D 1945 03), pueden estar asociados a la tcnica de muestreo utilizada y la cantidad recuperada (no debe ser mayor a 0,5 mL), al comportamiento del detector (calibracin y sensibilidad) y a los posibles errores a la hora de aplicar los clculos.

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ESCUELA DE INGENIERA DE PETROLEOSASTM INTERNATIONAL. Standard Test Method for Analysis of Natural Gas by Gas Chromatography. 2003. STACHENCKO Elena, Cromatografa de gases. Especializacin en ingeniera de gasGONZLEZ PEREZ Claudio, Introduccin a los mtodos cromatogrficos Universidad de Salamanca http://ocw.usal.es/M.MCNAIR Harold, Cromatografa de gases 1976JARAMILLO Luis F, Curso bsico de cromatografa de gases.UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID, Tcnicas de separacin cromatogrfica http://ocw.uc3m.es 8. BIBLIOGRAFIA53WWW.GMPHUIS.COM



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