Cromatografia Fluidos Supercriticos

7/25/2019 Cromatografia Fluidos Supercriticos

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Grupo #4:

1. Alejandra Rodriguez David 6. Rodolfo Esau Suazo

2. Dalia Sofia Sanchez 7. Donald Duarte

3. Andrea Martinez 8. Madeline Recorte

4. Luisa Hernandez 9. Mercedes Figueroa

5. Daniel Mendez 10. Johana Rivera

Instructora: Dra. Clara Nuez

Catedratico: PhD. Miguel Padilla Tosta y Lic. Gustavo Sanchez

Fecha de Presentacion: 27/03/2015

Tegucigalpa M.D.C

Ciudad Universitaria

Universidad Nacional Autnoma de Honduras

Facultad de Ciencias y Qumica en Farmacia

Depto. de Qumica

LQ- 313

Cromatografa Fluidos Supercrticos


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Generalidades de FSC

Que es un Fluido Supercrtico (FSC)?

Un fluido supercrtico (FSC) es una sustancia que se encuentra en unas condiciones operativas de presin y

temperatura superiores a las de su punto crtico. Un diagrama de fases de una sustancia pura presenta un

comportamiento particular en la regin supercrtica, la lineal de separacin de fases lquido-gas se

interrumpe no quedando definida por lneas continuas, hay una transicin continua desde estado lquido a

FSC por aumento de la temperatura a presin constante, o desde estado gaseoso a FSC por incremento de la

presin a temperatura constante.

Cuando adems de encontrarse en su temperatura crtica el fluido adquiere valores de densidad y presintambin llamados crticos, caractersticos de cada fluido, este se encuentra en el llamado punto crtico. En el

punto crtico las propiedades de la fase lquida y gaseosa se hacen tan similares como para ser

indistinguibles, gran difusividad (propia de los gases) alta densidad (cercana a la de los lquidos, de 100 a

1000 veces mayores que la de los gases), En estas condiciones los FSC tienen propiedades de transferencia de

materia similares a las de los gases y caractersticas de solvatacin similares a las de los lquidos. Adems la

alta difusividad les permite penetrar en los materiales slidos, y su densidad de los hacen capaces de disolver

solutos. Son compresibles y por tanto pequeos cambios de presin pueden originar importantes cambios de

densidad y poder disolvente. Se dice que un fluido es cuasi-crtico cuando se encuentra en cercanas de su

punto crtico, donde se empiezan a producir grandes variaciones de las propiedades fsicas y de transporte.


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Cromatografa de Fluidos Supercrticos

(SFC):

La SFC es una modalidad hibrida entre la cromatografa de gases y la de lquidos que combina alguna de las

mejores caractersticas de cada una de ellas.

Esta es importante porque permite la separacin y determinacin de un grupo de compuestos que no son

manipulados convenientemente ni por la cromatografa de gases ni por la de lquidos.

Estos compuestos son:

Los compuestos no voltiles o trmicamente lbiles para los que la cromatografa de gases es inaplicable.

Los compuestos que tienen grupos funcionales que no son detectables por las tcnicas espectroscpicas o

electroqumicas empleadas en cromatografa de lquidos.

La SFC es similar a la cromatografa de gases y a la cromatografa de lquidos, pero utiliza dixido de carbono

como fase mvil para que la ruta del flujo se encuentre a una gran presin. Puesto que la SFC se utiliza a

menudo para analizar bajas concentraciones de los compuestos, la pureza del CO2 tiene importancia. La SFC

se puede utilizar en distintos mtodos de deteccin, como el detector de ionizacin de llama, el detector

fotomtrico de llama, el detector de captura de electrones y el espectrmetro de masas, por lo que tambin

se necesita el detector de gas adecuado.

Variables de Operacin:

Las presiones y temperaturas necesarias para originar los FS se ajustan bien dentro de los lmites de trabajo

de un equipo de HPLC.

Efectos de La Presin:

Las variaciones de presin en SFC tienen un efecto muy marcado sobre el factor de retencin o de capacidad

K este es una consecuencia del incremento de la densidad de la fase mvil a medida que aumenta la presin.

La mayora de los perfiles de presin utilizados en SFC son: presin constante (isobrica) para un periodo de

tiempo dado seguida de un aumento lineal o asinttico de la presin hasta alcanzar el valor de la presin

final.

Efecto de la Temperatura:

Efecto cintico: proporciona cambios en la viscosidad y en los coeficientes de difusin. Provocando una

disminucin en la retencin al aumentar la temperatura.

Efecto termodinmico: afecta al factor de separacin o selectividad debido a cambios en la energa libre de

Gibbs (G) asociada a la transferencia de los analitos entre la fase estacionaria y la fase mvil.


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Equipo:Un instrumento comercial de SFC est equipado habitualmente con uno o ms microprocesadores que

permiten el control de las variables instrumentales tales como: la presin de bombeo, la temperatura del

horno y el funcionamiento del detector.

Ejemplo de un Cromatografo de Fluidos Supercriticos de Jasco ( Tokio, Japon):

1. Botella de CO2 Liquido

2. Soporte de Botellas de Disolvente orgnico

3. Bomba de Suministro

4. Bomba de Suministro de CO2

5. Y 8. Regulador Automtico de Presin

6. Interface entre la PC y y los componentes del sistema

7. Horno al que se va a introducir la columna cromatografica

9.

Detector de Diodos10.

Inyector Automatico

11.

Sistema de Control, adquision y tratamiento de datos cromatograficos cuyo software es ChromNAV.

Diagrama de Flujo:


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Aparato:

Debida a las caractersticas de la fase mvil (alta presin y temperatura) se emplean equipos parecidos a los

de HPLC, con varias diferencias:

El empleo de un horno termosttico para poder controlar con precisin la temperatura de la fase

mvil. El uso de un restrictor, empleado para poder mantener por una parte la presin en el interior de la

columna y por otra parte permitir la bajada de la presin a la salida para que el fluido supercrtico

(SF en adelante) pase al estado gaseoso y pueda ser detectado adecuadamente el analito.

Bsicamente, un restrictor es un tubo capilar de unos 2 a 10 cm de longitud y un dimetro interno menor al

de la columna (tpicamente 1/10 del dimetro), donde a la salida el SF expande y pasa al estado gaseoso y se

puede mantener simultneamente la presin en el interior de la columna.

SFC utiliza bombas de dixido de carbono que requieren que el CO2 entrantes y las cabezas de la bomba

mantenerse en fro con el fin de mantener el dixido de carbono a una temperatura y presin que lo

mantiene en un estado de fluido supercrtico en el que se puede dosificar con eficacia en algn caudalespecificado. El qumico utiliza software para establecer la tasa de flujo de la fase mvil, la composicin

co-disolvente, y la temperatura de la columna. Adems, SFC proporciona un parmetro de control adicional -

Presin - mediante el uso de un regulador automtico de presin de retorno. Desde un punto de vista

operativo, la SFC es tan simple y robusto como HPLC, pero la recoleccin de fracciones es ms conveniente

porque se evapora la fase mvil primarios dejando slo el analito y un pequeo volumen de co-disolvente

polar.

Al igual que en un sistema de HPLC, SFC puede utilizar una variedad de mtodos de deteccin incluyendo

UV/VIS, espectrometra de masas, FID y la dispersin de luz por evaporacin.

Muestra:

Cuando se analizan compuestos polares es necesario la adicin de un modificador orgnico ya que mejora la

solubilidad de los mismos (el ms empleado es el metanol, por su menor viscosidad, y tambin se suelen usar

etanol, 2-propanol y acetonitrilo). El efecto que esto produce es la alteracin en la retencin de los analitos,

mejorando la eficacia cromatogrfica, y, en algunos casos, alterando el mecanismo de separacin. Adems,

el uso de pequeas concentraciones de compuestos cidos y/o bsicos (aditivos) junto con el modificador,

permite ampliar el rango de polaridad de la fase mvil adems de mejorar la forma de pico ya que se puede

disminuir la ionizacin del analito, mediante la formacin de pares inicos, mejorando la interaccin con la

fase estacionaria .

Fase Estacionaria:

En SFC se emplean tanto columnas abiertas como columnas rellenas, aunque las primeras son ms

empleadas.

Las columnas abiertas son similares a las columnas de slice fundida con recubrimientos internos de varios

tipos de siloxanos enlazados y de enlaces cruzados.


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Fase Mvil:

La fase mvil se compone de lquido de alta presin o dixido de carbono supercrtico es el disolvente

excelente para un conjunto de molculas orgnicas no polares.

La Tc del CO2 es 31 y su Pc 72.9 atm. Lo cual permite jugar con una banda amplia de temperaturas y

presiones sin superar las condiciones de operacin de un equipo de HPLC moderno. Se aaden sin embargomodificadores que se puede utilizar para cambiar la cromatografa, estos son tpicamente alcoholes como

metanol, etanol o alcohol isoproplico. Otros disolventes tales como acetonitrilo y cloroformo se pueden

utilizar como modificadores. Las limitaciones son solventes del sistema y la columna base.

Detectores:

EL detector de ionizacin de llama es de respuesta universal a compuestos orgnicos, de elevada sensibilidad

y exento de problemas en general.

Los espectrmetros de masas tambin se pueden adaptar como detectores mas fcilmente para SFC que

para HPLC.

Ventajas y Desventajas de SFC a

Comparacin con otros Mtodos de

Cromatografa:

1. Al igual que en la cromatografa de gases, la cromatografa de fluidos supercrticos es

intrnsecamente ms rpida que la cromatografa de lquidos debido que la viscosidad ms bajahace posible obtener velocidades de flujos ms elevados.

2.

Las velocidades de difusin en la SFC son intermedias entre la de los gases y los lquidos.

3. En la cromatografa de gases, la fase mvil sirve para el desplazamiento de zona.

4. En la cromatografa de lquidos, la fase mvil sirve no solo para el transporte de los solutos, sino que

tambin interacciona con ellos modificando los factores de selectividad

5. la cromatografa de fluidos supercrticos (SFC) ha demostrado ser una muy buena alternativa a la

HPLC en lo que a separaciones quirales se refiere ya que, debido a las caractersticas propias de los

fluidos supercrticos, permite obtener altas eficacias de separacin en tiempos de anlisis cortos;

adems de consumos bajos de disolventes orgnicos ya que la fase mvil est formada

principalmente por CO2.

6.

Una desventaja al emplear condiciones supercrticas es la alta presin y temperatura para lo cual se

requiere mayor energa (o un proceso adicional de ingeniera para recuperacin de la energa) y

altos costos de capital para el reactor.

7. Ventajas al usar CO2 en la fase mvil: Apolar, disuelve una gran variedad de molculas orgnicas.

Transparente a la radiacin ultravioleta. Inodoro. No txico. Fcil de obtener. Barato. No

inflamable. El CO2 tiene la ventaja de que se puede obtener fcilmente como fluido supercrtico.


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Aplicaciones:

La Cromatografa de fluidos supercrticos se ha aplicado a la separacin de un conjunto de productos entre

ellos:

* Frmacos * Tensoactivos

* Alimentos * Polimeros

* Pesticidas * Explosivos

* Herbicidas * Propelentes

- separaciones quirales

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