CromatografoLacromatografaes un mtodo fsico de separacin para la caracterizacin de mezclas complejas, la cual tiene aplicacin en todas las ramas de la ciencia. Es un conjunto de tcnicas basadas en el principio de retencin selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. Diferencias sutiles en el coeficientede los compuestos da como resultado una retencin diferencial sobre la fase estacionaria y por tanto una separacin efectiva en funcin de lostiempos de retencinde cada componente de la mezcla.La cromatografa puede cumplir dos funciones bsicas que no se excluyen mutuamente: Separar los componentes de la mezcla, para obtenerlos ms puros y que puedan ser usados posteriormente (etapa final de muchas sntesis). Medir la proporcin de los componentes de la mezcla (finalidad analtica). En este caso, las cantidades de material empleadas son pequeas.

Es una tcnica de anlisis que consiste en separar las substancias disueltas en una mezcla por absorcin o concentracin selectiva, de forma que produce manchas de diferente color en ella.La cromatografa es un mtodo de anlisis qumico basado en la separacin por mtodos de absorcin de los componentes de una mezcla fue descubierto en 1909, por el botnico M. Tswestt, que utilizo los principios de la absorcin selectiva para separar los pigmentos fuertemente coloreados de las hojas de las plantas. El nombre se sigue empleando, aunque aplicado tambin a substancias incoloras.El mtodo se fundamenta en poner en contacto dos fases o componentes mutuamente inmiscibles, que no reaccionen qumicamente, una de las cuales es mvil y la otra estacionaria. La fase estacionaria, un lquido un slido o un gel, est contenida en una probeta de largo cuello (llamada colector), formando una columna.La fase mvil consiste en una disolucin de material que se desea analizar en un disolvente apropiado que no se absorba a la fase estacionaria. A medida que la fase mvil pasa a travs de la fase estacionaria, se va produciendo una absorcin selectiva: aquellos componentes de la fase mvil que muestren mayor afinidad de absorcin con la fase estacionaria quedaran retenidos en las capas superiores de la columna, y aquellos que muestren menor afinidad se absorbern ms tarde, ms abajo en la columna. El resultado es una columna graduada o cromatograma en donde cada especie qumica se ha absorbido en una capa concreta.Estas capas reciben el nombre de platos.Entre los materiales que se utilizan como absorbentes se encuentran la almina y la slice, tanto en estado pulverulento como en diversos geles. Cuando la fase estacionaria la forman lquidos, la columna resultado, se puede a su vez utilizar para hacer otras cromatografias, proceso que se denomina particin cromatografica.

PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LA CROMATOGRAFIAEl parmetro fundamental que caracteriza a la cromatografa de columna, es la altura a la que se ha quedado determinada una especie qumica. Esta altura se relaciona directamente con el llamado tiempo de retencin: cuanto mayor sea la afinidad de absorcin entre el soluto y la especie, menor tiempo de retencin presentara. Otro parmetro caracterstico es el volumen de retencin, la cantidad necesaria de fase mvil para transportar la especie desde la parte superior de la columna hasta el detector. Cuando el transporte se ha realizado, se establece un equilibrio termodinamico entre las concentraciones de las fases mvil y estacionaria, parmetro que se conoce como coeficiente de reparticin. Este equilibro depende de forma fundamental de las propiedades fsicas y qumicas de las fases, como son la concentracin de la disolucin mvil, la porosidad de la fase estacionaria, los coeficientes de absorcin de cada especie, y la temperatura a la que se realice la mezcla.

Una caracterstica importante del sistema es su eficiencia, que se expresa como una cantidad adimensional, llamada numero efectivo de platos (nmero de bandas de absorcin) y que refleja el nmero de veces que el soluto se reparte entre las dos fases durante su paso a travs de la columna. La calidad del experimento se caracteriza tanto por el nmero de platos como por la resolucin, que se define como la separacin entre los picos de dos bandas de absorcin adyacentes.

En un sistema cromatografico el tiempo de reaccin de un soluto particular es constante, y por lo tanto puede utilizarse para identificar ese soluto. En caso de no ser conocido el tiempo de retencin de una especie dada siempre se puede recurrir para su identificacin a tcnicas auxiliares, generalmente espectrografa.

CLASIFICACION DE LOS METODOS CROMATOGRAFICOSLa fase mvil puede ser un gas o un lquido, mientras que la fase estacionaria puede ser un lquido o un slido. Cuando ambas fases son liquidas la tcnica se conoce como cromatografa liquido - liquido (CLL). Si la fase estacionaria es un slido, se trata de la cromatografa de absorcin o cromatografa liquido - slido (CLS). Cuando la fase mvil es un gas, los mtodos se denomina cromatografa gas lquido (CGL) o de gas slido (CGS).

Otros mtodos hacen uso de otras propiedades fsico - qumicas, distintas de la absorcin. En la cromatografa de intercambio inico (CII), los componentes ionices de la muestra se separan por intercambio selectivo con contra iones de la fase estacionaria. La cromatografa de exclusin (CE) se basa en la geometra y tamao molecular de los componentes de la fase mvil.Los principios fundamentales son los mismos, se acostumbra clasificar los mtodos cromatogrficos segn el estado fsico de la fase mvil: Cromatografa lquida. La fase mvil es un disolvente o mezcla de disolventes y la fase estacionaria un slido que interacta con las sustancias que se desea separar (cromatografa lquido-slido), o bien un lquido inmiscible con la fase mvil, depositado en la superficie de un slido (cromatografa lquido lquido). Esta forma de cromatografa puede realizarse con diferentes arreglos experimentales: en columna, en capa delgada o en papel. En el primer caso, la fase estacionaria se encuentra rellenando un tubo; en el segundo, se dispersa sobre una lmina de vidrio o aluminio formando un lecho de espesor uniforme; en la cromatografa en papel, la fase estacionaria es la solucin acuosa contenida en el interior de las celdas formadas por las fibras de la celulosa, y es por tanto una forma de cromatografa lquido-lquido.Cuando la separacin involucra predominantemente un reparto simple entre dos fases lquidas inmiscibles, una estacionaria y la otra mvil, el proceso se llamacromatografa lquido-lquido (LCC). Cuando en la aptitud retentiva de la fase estacionaria intervienen principalmente fuerzas fsicas de superficie, el proceso se denomina cromatografa lquido-slido(LSC,por sus siglas en ingls).Otros dos mtodos de cromatografa lquida difieren un poco en su modo de accin. Encromatografa de intercambio inico(IEC, por sus siglas en ingls), los componentes inicos de la muestra se separan por el intercambio selectivo con contra iones de la fase estacionaria. Encromatografa de exclusin(EC, de exclusin cromatography), la fase estacionaria proporciona una clasificacin de molculas basadas en su mayor parte en la geometra y el tamao molecular. Este mtodo tambin se llama cromatografa de permeacin en gel, en la qumica de los polmeros y de filtracin en gel, en la bioqumica.

Cromatografa de gases. En este caso la fase mvil es un gas inerte (helio o nitrgeno) y la fase estacionaria es un slido (cromatografa gas-slido) o un lquido sostenido por un slido inerte (cromatografa gas-lquido). Este tipo de cromatografa siempre es en columna, ya que es la nica manera de que la fase mvil gaseosa se mantenga fluyendo, confinada dentro del sistema. La columna puede estar rellena con la fase estacionaria, en forma semejante a la cromatografa lquida, o bien la fase estacionaria puede depositarse sobre las paredes de un tubo muy delgado (0.25mm de dimetro) y largo (hasta 100m). Este tipo de columnas se conocen como columnas capilares y proporcionan la mayor capacidad de separacin. De acuerdo con el mecanismo de retencin, la cromatografa se puede clasificar en los siguientes tipos: Adsorcin (normal, de fase reversa) Particin lquido-lquido Intercambio inico Permeacin sobre gel De afinidad Las reas de aplicacin son muy diversas y abarcan prcticamente todas las actividades en las que interviene la qumica, por ejemplo: se emplea en: El anlisis de drogas y frmacos en fluidos biolgicos como la saliva, la sangre, la orina; Seguir la transformacin de las sustancias responsables de la transmisin neurolgica; Determinar la presencia de contaminantes en el medio ambiente; Descifrar la composicin de los combustibles fsiles; Realizar el control de calidad de los productos qumicos y farmacuticos manufacturados; en fin, la lista de ejemplos es interminable Existen dos tipos de cromatografa de gases:Cromatografa Gas - Slido: La fase estacionaria es un slido de gran rea superficial sobre el que se adsorbe el analito. Actualmente slo se aplica a la separacin de especies de bajo peso molecular (CO2, O2, N2 e hidrocarburos). Los compuestos ms polares son retenidos en la fase estacionaria de manera semipermanente.Cromatografa Gas - Lquido: La fase estacionaria es un lquido no voltil inmovilizado sobre la superficie de un soporte slido inerte. La velocidad de migracin de un analito est determinada por su distribucin entre la fase lquida inmovilizada y la fase gaseosa. La temperatura, la volatilidad del analito (Peb) y su solubilidad en la fase estacionaria son los factores que regulan su retencin.En la cromatografa de gases (que uno de los objetos de estudio en este trabajo: Cromatografa Gas - Lquido), se usa como fase estacionaria un compuesto orgnico polimrico de baja volatilidad, estable trmicamente y con adecuadas caractersticas de disolvente. Es preciso sealar que deben usarse fases estacionarias, similares funcionalmente al compuesto a analizar. . Clasificacin generalMtodo especficoFase estacionariaTipo de equilibrio

Cromatografa de gases (GC)Gs-lquido (GLC)

Gs-slido (GSC)Lquido adsorbido o unido a una superficie slida.

SlidoReparto entre gas y lquido

Adsorcin

Cromatografa lquida (LC)Lquido-lquido o reparto (LLC)Lquido-slido o adsorcin Intercambio inico (IEC)Exclusin por tamao (SEC)Afinidad

Lquido adsorbido o unido a una superficie slidaSlido

Resina de intercambio inicoSlido poroso

Grupo altamente especfico unido a una superficie slidaReparto entre lquidos inmisciblesAdsorcin

Intercambio de iones

Tamizado molecular

Interaccin qumica especfica

Cromatografa de fluidos supercrticos (SFC)Similares a las de LLC o LSCReparto entre el fluido supercrtico y la superficie slida

Cromatografo de gases Lacromatografa de gaseses una tcnicacromatografaen la que la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatografa. La elucin se produce por el flujo de una fase mvil de gas inerte. A diferencia de los otros tipos de cromatografa, la fase mvil no interacta con las molculas delanalito; su nica funcin es la de transportar el analito a travs de la columna.Existen dos tipos de cromatografa de gases (GC): la cromatografa gas-slido (GSC) y la cromatografa gas-lquido (GLC), siendo esta ltima la que se utiliza ms ampliamente, y que se puede llamar simplemente cromatografa de gases (GC). En la GSC la fase estacionaria es slida y la retencin de los analitos en ella se produce mediante el proceso deadsorcin. Precisamente este proceso de adsorcin, que no es lineal, es el que ha provocado que este tipo de cromatografa tenga aplicacin limitada, ya que la retencin del analito sobre la superficie es semipermanente y se obtienen picos de elucin con colas. Su nica aplicacin es la separacin de especies gaseosas de bajo peso molecular. La GLC utiliza como fase estacionaria molculas de lquido inmovilizadas sobre la superficie de un slido inerte.La GC se lleva a cabo en un cromatgrafo de gases. ste consta de diversos componentes como el gas portador, el sistema de inyeccin de muestra, la columna (generalmente dentro de un horno), y el detector.En cromatografa de gases la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatogrfica. La elucin se produce por el flujo de una fase mvil que es un gas inerte, y a diferencia de la mayora de los tipos de cromatografa, la fase mvil no interacciona con las molculas del analito; su nica funcin es la de transportar el analito a travs de la columna.Respecto a la cromatografa lquida, la cromatografa de gases tiene la ventaja de disponer de detectores mucho ms universales (por ejemplo, el de ionizacin de llama). Adems, para numerosas aplicaciones, los mtodos son ms simples, ms rpidos y ms sensibles que los correspondientes a la cromatografa lquida de alta resolucin. La instrumentacin requerida para cromatografa de gases tambin es mucho ms sencilla y econmica que la empleada en HPLC. Sin embargo, en cromatografa de gases, la influencia de la temperatura sobre la distribucin del equilibrio es considerable, a diferencia de la cromatografa lquida. Por ello, la cromatografa de gases presenta limitaciones en tres casos: compuestos poco voltiles, generalmente los de peso molecular superior a 300 u.m.a. compuestos sensibles a una elevacin de la temperatura incluso moderada (determinados compuestos de inters biolgico) compuestos que se encuentran en forma inica (puesto que son e n general poco voltiles)Por esta razn, la cromatografa de gases se emplea cuando los componentes de la mezcla problema son voltiles o semivoltiles y trmicamente estables a temperaturas de hasta 350-400C. En cambio, cuando los compuestos a analizar son poco voltiles y/o termolbiles, la tcnica separativa adecuada suele ser la cromatografa lquida de alta resolucin (HPLC).A menudo la cromatografa de gases se emplea para confirmar de la presencia o ausencia de un compuesto en una muestra determinada.

En cromatografa de gases (GC), la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatogrfica. La elucin se produce por el flujo de una fase mvil de un gas inerte, y a diferencia de la mayora de los tipos de cromatografia, la fase mvil no interacciona con las molculas del analito; su nica funcin es la de transportar el analito a travs de la columna. Existen dos tipos de cromatografa de gases: la cromatografa gas slido (GSC) y la cromatografa gaslquido (GLC). La cromatografa gas lquido tiene gran aplicacin en todos los campos de la ciencia y su denominacin se abrevia normalmente como cromatografa de gases (GC).La cromatografa gas slido se basa en una fase estacionaria slida en la cual se produce la retencin de los analitos como consecuencia de la adsorcin fsica. La cromatografia gas slido ha tenido una aplicacin limitada debido a la retencin semipermanente de las molculas activas o polares y a la obtencin de picos de elucin con colas (una consecuencia del carcter no lineal del proceso de adsorcin), de modo que esta tcnica no ha encontrado una gran aplicacin excepto para la separacin de ciertas especies gaseosas de bajo peso molecular. Es por ello que se trata slo brevemente en la final de este tema.La cromatografa gas lquido se basa en la distribucin del analito entre una fase mvil gaseosa y una fase lquida inmovilizada sobre la superficie de un slido inerte. El concepto de cromatografa gas lquido fue enunciado por primera vez, en 1941, por Martin y Synge, quienes fueron tambin los responsables del desarrollo de la cromatografa de distribucin lquido lquido. Ms de una dcada tuvo que pasar, sin embargo, antes de que la importancia de la cromatografa gas lquido se demostrara experimentalmente. Tres aos ms tarde, en 1955, apareci en el mercado el primer aparato comercial para cromatografia gas lquido. Desde entonces, las aplicaciones de esta tcnica han crecido de una forma espectacular. Se ha estimado que unos 200 000 cromatgrafos de gases estn actualmente en uso por todo el mundoComponentes del cromatografo de gases ste consta de diversos componentes como el gas portador, el sistema de inyeccin de muestra, la columna (generalmente dentro de un horno), y el detector.Gas portadorEl gas portador cumple bsicamente dos propsitos: Transportar los componentes de la muestra, y crear una matriz adecuada para el detector. Un gas portador debe reunir ciertas condiciones:-Debe ser inerte para evitar interacciones (tanto con la muestra como con la fase estacionaria)-Debe ser capaz de minimizar la difusin gaseosa-Fcilmente disponible y puro-Econmico-Adecuado al detector a utilizar...El gas portador debe ser un gas inerte, para prevenir su reaccin con el analito o la columna. Generalmente se emplean gases como elhelio,argn,nitrgeno,hidrgenoo dixido de carbono, y la eleccin de este gas en ocasiones depende del tipo de detector empleado. El almacenaje del gas puede ser en balas normales o empleando un generador, especialmente en el caso delnitrgenoy del hidrgeno. Luego tenemos un sistema de manmetros y reguladores de flujo para garantizar un flujo estable y un sistema dedeshidratacindel gas, como puede ser un tamiz molecular.Generalmente la regulacin de la presin se hace a dos niveles: un primer manmetro se sita a la salida de la bala o generador del gas y el otro a la entrada del cromatgrafo, donde se regula el flujo. Las presiones de entrada varan entre 10 y 25psi, lo que da lugar a caudales de 25 a 150 mL/min en columnas de relleno y de 1 a 25 mL/min en columnas capilares. Para comprobar el caudal se puede utilizar un rotmetro o un simple medidor de pompas de jabn, el cual da una medida muy exacta del caudal volumtrico que entra a la columna.La pureza de los gases es sumamente importante, se requieren niveles 4.5 o mayores es decir 99.995% de pureza. Sin embargo, debido al cuidado que se debe tener con la fase activa de la columna, se hace completamente necesario la instalacin de trampas a la entrada del Gas carrier, estas trampas obviamente tienen una capacidad limitada, pero son importantsimas al momento de usar el Cromatografo. Estas trampas evitan el ingreso de Hidrocarburos, agua, CO entre otros.

Gases utilizados He N2 H2 Ar

Sistema de inyeccin de muestraLa inyeccin de muestra es un apartado crtico, ya que se debe inyectar una cantidad adecuada, y debe introducirse de tal forma (como un "tapn de vapor") que sea rpida para evitar el ensanchamiento de las bandas de salida; este efecto se da con cantidades elevadas de analito. El mtodo ms utilizado emplea una microjeringa (de capacidades de varios microlitros) para introducir el analito en una cmara de vaporizacin instantnea. Esta cmara est a 50C por encima del punto de ebullicin del componente menos voltil, y est sellada por una junta de goma desiliconasepta oseptum.Si es necesaria una reproducibilidad del tamao de muestra inyectado se puede usar una vlvula de seis vas o vlvula de inyeccin, donde la cantidad a inyectar es constante y determinada por el tamao del bucle de dicha vlvula.Si la columna empleada es rellena, el volumen a inyectar ser de unos 20L, y en el caso de las columnas capilares dicha cantidad es menor, de 1L, y dependiendo del tipo de columna capilar (ya que existen columnas con distinto dimetro interno) es que si se utiliza todo el volumen de muestra inyectado. Para obtener menor cantidad de volumen, se utiliza un divisor de flujo (la inyeccin se conoce como modo "Split") a la entrada de la columna que desecha parte del analito introducido. Si se utiliza todo el volumen de muestra la inyeccin es de tipo "Splitless". El modo Splitless, se emple ms para determinar pequeas cantidades o trazas (determinaciones ambientales).Si se inyecta 1 microlitro de solvente, por ejemplo agua al pasar a la fase vapor su volumen se multiplicar por mil. Es decir, un microlitro de agua pasara a ser 1 mL de agua en gas, como el volumen del puerto de inyeccin es limitado, se emplean split pulsado u otras configuraciones para garantizar el ingreso adecuado de las muestras.En caso de muestras slidas, simplemente se introducen en forma de disolucin, ya que en la cmara de vaporizacin instantnea el disolvente se pierde en la corriente de purga y no interfiere en la elucin.Segn las curvas de Van Demter (HEPT vs. Velocidad Lineal), el mejor gas a usar en la columna cromatogrfica como portador de los analitos es elhidrgeno, sin embargo dada su peligrosidad, es ms usado como gas de encendido en el detector FID, junto con el aire. Luego vienen, respectivamente,helioynitrgeno.El gas hidrgeno es el mejorcarriery los flujos que manejan los cromatgrafos no son peligrosos, adems a la salida de estos generalmente existen restrictores de llama que evitan la propagacin de un posible incendio. Se puede recomendar el uso de hidrgeno debido a, primero por su bajo precio respecto a los otros gases y por la resolucin de los picos que se muestran en los cromatogramas.La relacin para la ignicin entre hidrgeno y aire es de 4,1% para el lmite inferior y del 74,8% para el superior a 101,3Kpa y 298K (Safety Standard for Hydrogen and Hydrogen Systems, NASA), y se tiene que estar en presencia de una chispa o zona de calentamiento alta (desde 520C). Tipos de inyectores Split/splitless Empacado On-Column On-Column programado split/splitless programado

Split/splitless Compatible con automuestreador. Un solo O ring. Longitud de la purga del septum mecnicamente definida. Restrictor de la purga del septum fijo. Conectores removibles de 1/4 Ferrules para conexin de la columna de 1/16Control neumtico Presin regulada. Display digital de la presin en la cabeza de la columna. Vlvula de aguja para el flujo del split. Vlvula solenoide para el venteo del split. Purga del septum fija

Empacado Conectores a columna de 1/8 Se puede conectar un adaptador de columna de 1/4. 2.75 mm I.D. glass liner (700 uL) Control de flujo con medicin de presin en la cabeza de la columna. Control de flujo con un flujomtro adicional. Rango de temperatura: 0=Off, 100 a 450oC Recomendado empacar con lana de vidrio. Mejora la precisin del automuestreador. Facilita la limpieza del glass liner. Se utiliza para muestras que no pueden tocar otra superficie que no sea la columna. La muestra no se expone a temperaturas elevadas.Split/splitless programado Regulador de presin con pantalla de lectura. Modos de operacin: Rastreo del horno. Programable (inicial, rampa, final) Ventilador de enfriamiento estndar. Compatible con columnas de 0.1 - 0.53 mm Split/Splitless con capacidad de purga del septum. Liners de 1 y 2 mm ID y On-Column embarcados como estndar. Compatible con automuestreador. La inyeccin en fro elimina discrimacin y reduccin de la muestra.

Horno El horno La temperatura de la columna debe ser posible de cambiar a voluntad, en lo posible de forma programada. La programacin de temperatura variable puede usarse para mejorar la separacin, como los gradientes de solventes en HPLC. Una temperatura apenas arriba del promedio de los puntos de ebullicin de la muestra suele dar tiempos de elusin razonables (2-30 min). Para muestras con analitos de rango amplio de volatilidad casi siempre hay que usar temperatura programada. Permite la instalacin de dos detectores y dos inyectores Puede ser usado con N2 lquido o CO2 lquido Intervalo de operacin: -100 to 450oC Volumen del horno: 11 Litros (23 x 23 x 20 cm)

Columnas y sistemas de control de temperaturaEn GC se emplean dos tipos de columnas: lasempaquetadasode rellenoy lastubulares abiertasocapilares. Estas ltimas son ms comunes en la actualidad (2005) debido a su mayor rapidez y eficiencia. La longitud de estas columnas es variable, de 2 a 60 metros, y estn construidas enacero inoxidable,vidrio,slicefundida otefln. Debido a su longitud y a la necesidad de ser introducidas en un horno, las columnas suelen enrollarse en una forma helicolidal con longitudes de 10 a 30 cm, dependiendo del tamao del horno.La temperatura es una variable importante, ya que de ella va a depender el grado de separacin de los diferentes analitos. Para ello, debe ajustarse con una precisin de dcimas de grado. Dicha temperatura depende del punto de ebullicin del analito o analitos, como tambin la mxima temperatura de funcionamiento de la columna (fase estacionaria), y por lo general se ajusta a un valor igual o ligeramente superior a l. Para estos valores, el tiempo de elucin va a oscilar entre 2 y 30-40 minutos. Si tenemos varios componentes con diferentes puntos de ebullicin, se ajusta la llamadarampa de temperaturacon lo cual sta va aumentando ya sea de forma continua o por etapas. En muchas ocasiones, el ajustar correctamente la rampa puede significar separar bien o no los diferentes analitos. Es recomendable utilizar temperaturas bajas para la elucin ya que aunque a mayor temperatura la elucin es ms rpida, se corre el riesgo de descomponer el analito. Se puede programar la rampa tanto para aumentar como para disminuir la temperatura del horno para que no haya solapamiento de los picos. CLASIFICACIN Empacadas o rellenas Capilares Megaboro o semicapilares

Empacadas o rellenasLas columnas de relleno o empacadas consisten en unos tubos de vidrio, metal (inerte a ser posible como el acero inoxidable, nquel, cobre o aluminio) o tefln, de longitud de 2 a 3 metros y un dimetro interno de unos pocos milmetros, tpicamente de 2 a 4. El interior se rellena con un material slido, finamente dividido para tener una mxima superficie de interaccin y recubierto con una capa de espesores entre 50 nm y 1 m. Para que puedan introducirse en el horno, se enrollan convenientemente.El material de relleno ideal consiste en pequeas partculas, esfricas y uniformes, con una buena resistencia mecnica, para tener una mxima superficie donde interaccionar la fase estacionaria y el analito. La superficie especfica mnima ha de ser de 1 m/g. Como todos los componentes de columnas para GC, debe ser inerte a altas temperaturas (~400C) y humectarse uniformemente con la fase lquida estacionaria durante el proceso de fabricacin. El material preferido actualmente (2005) es la tierra dediatomeas natural, debido a su tamao de poro natural. Estas especies, ya extinguidas, utilizaban un sistema dedifusinmolecular para tomar nutrientes del medio y expulsar sus residuos. Por tanto, debido a que el sistema de absorcin superficial del analito y la fase estacionaria es parecido, son materiales especialmente tiles.El tamao es crtico a la hora de darse el proceso de interaccin del analito, y a menores tamaos la eficacia de la columna es mejor. Pero existe el problema de la presin necesaria para hacer circular un caudal estable de gas portador por la columna, ya que dicha presin es inversamente proporcional al cuadrado del dimetro de dichas partculas. As, el tamao mnimo para usar presiones mximas de 50psies de 250 a 149 m. Tubo de vidrio o metal. Rellena de un soporte granular cubierto por una pelcula de la fase estacionaria. Longitud: 1 a 10 m. Dimetro interno: 2 a 4 mm. Flujo: 30 a 100 ml/min Capacidad de carga grande. Volumen de inyeccin: 2 a 5 l. Eficiencias bajas.

CapilaresLas columnas capilares son de dos tipos bsicos: las de pared recubierta (WCOT) y las de soporte recubierto (SCOT). Las WCOT son simplemente tubos capilares donde la pared interna se ha recubierto con una finsima capa de fase estacionaria. Las columnas SCOT tienen en su parte interna una fina capa de material absorbente como el empleado en las columnas de relleno (tierra de diatomeas) donde se ha adherido la fase estacionaria. Las ventajas de las WCOT frente a las SCOT es la mayor capacidad de carga, ya que en su fabricacin se emplean mayores cantidades de fase estacionaria, al ser la superficie de intercambio mayor. Por orden de eficacia, en primer lugar estn las WCOT, luego las SCOT y por ltimo las columnas de relleno.Las columnas WCOT se fabrican a partir de slice fundida, conocidas comocolumnas tubulares abiertas de slice fundidao FSOT. Estas columnas se fabrican a partir de slice especialmente pura, sin apenas contenido de xidos metlicos. Debido a la fragilidad inherente a este material, en el mismo proceso de obtencin del tubo se recubre con una capa depoliamida, de esta forma la columna puede enrollarse con un dimetro de unos pocos centmetros. Estas columnas, con propiedades como baja reactividad, resistencia fsica y flexibilidad, han sustituido a las WCOT clsicas.Las columnas FSOT tienen dimetros internos variables, entre 250 y 320 m (para columnas normales) y 150-200 m para columnas de alta resolucin. Estas ltimas requieren menor cantidad de analito y un detector ms sensible, al eluir menor cantidad de gas. Existen asimismo columnasmacrocapilarescon dimetros de hasta 530 m, que admiten cantidades de analito comparables a las de relleno pero con mejores prestaciones.En estas columnas existe un problema debido a la absorcin del analito sobre la superficie de la slice fundida, adsorcin debida a la presencia de grupos silanol (Si-OH), los cuales interaccionan fuertemente conmolculas polaresorgnicas. Este inconveniente se suele solventar inactivando la superficie por sililacin con dimetilclorosilano (DMCS). La absorcin debida a los xidos metlicos se ve paliada en gran parte por la elevada pureza de la slice empleada. Tubo capilar de 0.1 a 0.53 mm La fase estacionaria est depositada en la pared del tubo. Longitud: 15 a 100 m. Flujo: 0.5 a 3.0 ml/min Capacidad de carga pequea. Volumen de inyeccin < 1 lTipos de fases estacionarias La fase estacionariaLas propiedades necesarias para una fase estacionaria lquida inmovilizada son:1. Caractersticas de reparto (factor de capacidad ' y factor de selectividad ) adecuados al analito.2. Baja volatilidad, el punto de ebullicin de la fase estacionaria debe ser al menos 100C mayor que la mxima temperatura alcanzada en el horno.3. Baja reactividad.4. Estabilidad trmica, para evitar su descomposicin durante la elucin.Existen como mucho una docena de disolventes con estas caractersticas. Para elegir uno, debe tenerse en cuenta la polaridad del analito, ya que a mayor polaridad del analito, mayor polaridad deber tener la fase estacionaria. Algunas fases estacionarias utilizadas actualmente (2005) son: Polidimetilsiloxano, fase no polar de uso general parahidrocarburos, aromticos, polinucleares,drogas,esteroidesyPCB. Poli(fenilmetildifenil) siloxano(10% fenilo), para steres metlicos de cidos grasos,alcaloides,drogasy compuestoshalogenados. Poli(fenilmetil) siloxano(50% fenilo), paradrogas,esteroides,pesticidasyglicoles. Poli (trifluoropropildimetil) siloxano, para aromticos clorados, nitro aromticos, bencenos alquilsustituidos. Poli etilenglicol, sirve para compuestos polares, tambin para compuestos comoglicoles,alcoholes,teres, aceites esenciales. Poli (dicianoalildimetil) siloxano, para cidos grasos poliinsaturados, cidos libres yalcoholes.Generalmente, en columnas comerciales, la fase estacionaria se presenta enlazada y entrecruzada para impedir su prdida durante las operaciones de elucin o lavado. De esta forma se obtiene una monocapa adherida qumicamente a la superficie de la columna. La reaccin implicada suele ser la adicin de unperxidoal lquido a fijar, inicindose una reaccin por radicales libres que tiene como resultado la formacin de un enlacecarbono-carbono que adems incrementa su estabilidad trmica. Otra forma es la irradiacin conrayos gamma.Otro tipo de fase estacionaria son lasquirales, lo cual permite resolver mezclasenantiomricas. Este tipo de fases suelen ser aminocidos quirales o algn derivado adaptado al trabajo en columna.El grosor de la pelcula vara entre 0,1 y 5 m; el grosor depende de la volatilidad del analito. As, un analito muy voltil requerir una capa gruesa para aumentar el tiempo de interaccin y separar ms efectivamente los diferentes componentes de la mezcla. Para columnas tpicas (dimetros internos de 0,25 o 0,32 mm) se emplean grosores de 0,25 m, y en las columnas macrocapilares el grosor sube hasta 1 m. El grosor mximo suele ser de 8 m Fases no polares: Para la separacin de sustancias poco polares o no polares. Escualeno, OV-101. Fases ligeramente polares: Separacin de sustancias no polares y no polares. OV-17 Fases de polaridad media o alta: Ideales para hidrocarburos no aromticos. Carbowax.

DetectoresEl detector es la parte del cromatografa que se encarga de determinar cundo ha salido el analito por el final de la columna. Las caractersticas de un detector ideal son: Sensibilidad: Es necesario que pueda determinar con precisin cundo sale analito y cuando sale slo el gas portador. Tienen sensibilidades entre 10-8y 10-15g/s de analito. Respuesta lineal al analitocon un rango de varios rdenes de magnitud. Tiempo de respuesta corto, independiente del caudal de salida. Intervalo de temperatura de trabajo amplio, por ejemplo desde temperatura ambiente hasta unos 350-400C, temperaturas tpicas trabajo. Estabilidad y reproducibilidad, es decir, a cantidades iguales de analito debe dar salidas de seal iguales. Alta fiabilidad y manejo sencillo, o a prueba de operadores inexpertos. Respuesta semejante para todos los analitos, o Respuesta selectiva y altamente predeciblepara un reducido nmero de analitos.Algunos tipos de detectores: Detector de ionizacin de llama(FID, Flame Ionization Detector). Detector de conductividad trmica(TCD, Thermical Conductivity Detector). Detector termoinico(TID, ThermoIonic Detector). Detector de captura de electrones(ECD, Electrn-Capture Detector). Detector de emisin atmica(AED, Atomic Emission Detector).Otros detectores minoritarios son eldetector fotomtrico de llama(PFD), empleado en compuestos como pesticidas e hidrocarburos que contenganfsforooazufre. En este detector se hace pasar el gas eluido por una llama hidrgeno/oxgeno donde parte del fsforo se convierte en una especie HPO, la cual emite a = 510 y 526nm, y simultneamente el azufre se convierte en S2, con emisin a = 394nm. Dicha radiacin emitida se detecta con un fotmetro adecuado. Se han podido detectar otros elementos, como algunoshalgenos, nitrgeno,estao,germanioy otros.En eldetector de fotoionizacin(PID), el gas eluido al final de la columna se somete a unaradiacinultravioletacon energas entre 8,3 y 11,7eV, correspondiente a una = 106-149 nm. Mediante la aplicacin de un potencial a la celda de ionizacin se genera una corriente de iones, la cual es amplificada y registrada.

Detector de ionizacin de llamaEldetector de ionizacin de llamaes undetectorutilizado encromatografa de gases. Es uno de los detectores ms usados y verstiles. Bsicamente es un quemador de hidrgeno/oxgeno, donde se mezcla el efluente de la columna (gas portador yanalito) con hidrgeno. Inmediatamente, este gas mezclado se enciende mediante una chispa elctrica, producindose una llama de alta temperatura. La mayora de compuestos orgnicos al someterse a altas temperaturaspirolizany se producen iones y electrones, que son conductores elctricos. Este hecho se aprovecha estableciendo una diferencia de potencial de unos centenares de voltios entre la parte inferior del quemador y unelectrodo colector situado por encima de la llama. La corriente generada es baja (del orden de los 10-12A), por lo tanto debe ser amplificada mediante unamplificadorde altaimpedancia.El proceso de ionizacin que se da en la llama es complejo, pero se puede aproximar el nmero de iones producidos al nmero de tomos de carbono transformados en la llama. Esto produce que sea un detector sensible a la masa (al nmero de tomos decarbonoque salen de la columna) ms que a la concentracin, por lo tanto no le afectan demasiado los cambios en el flujo de salida.Existen algunos grupos funcionales que no dan respuesta en este detector, como elcarbonilo,alcohol,halgenooamina, y tampoco responden gases no inflamables como el CO2,SO2, agua y xidos de nitrgeno. Este hecho, ms que limitar el mbito de aplicacin de este detector, permite el anlisis de muestras contaminadas con alguno de los compuestos mencionados.Ventajas: Alta sensibilidad, del orden de 10-13g/s. Amplio intervalo lineal de respuesta, 107unidades. Bajo ruido de fondo (elevada relacin seal/ruido). Bajo mantenimiento, fcil de fabricar.Desventajas: Destruye la muestra (la piroliza).Detector de conductividad trmicaEldetector de conductividad trmicaocatarmetrose utiliza encromatografa de gasesy es uno de los primeros utilizados. Tiene una amplia aplicacin y su uso se basa en la diferencia de conductividad trmica del gas portador cuando circula tambinanalito.Este tipo de detector se denomina tambincatarmetro. Elsensorde un catarmetro consiste en un elemento calentado elctricamente (resistencia). Esta resistencia, para una potencia elctrica constante, tiene una temperatura que depende del gas circundante. La resistencia puede ser un hilo fino deplatino,orootungsteno, o untermistor semiconductor. La diferencia bsica entre los detectores de metal y el termistor semiconductor es que el segundo tiene un coeficiente de temperatura negativo, en otras palabras, que su resistencia disminuye conforme la temperatura aumentaDetector termoinicoEldetector termoinico(TID, dethermoionic detector) es un detector usado encromatografa de gases. Es selectivo para compuestos orgnicosfosforadosynitrogenados, aunque su respuesta no es igual para ambos elementos, siendo para el fsforo 10 veces mayor que para el nitrgeno. Es unas 500 veces ms sensible que eldetector de ionizacin de llamapara compuestos fosforados y unas 50 veces ms sensible para compuestos nitrogenados (tpicamenteaminas,nitratosy otras especies). Debido a esta sensibilidad obtenida con compuestos fosforados, su uso es amplio en la determinacin depesticidasfosforados.Este detector tiene un principio de funcionamiento parecido aldetector de ionizacin de llama: el gas de salida de la columna se mezcla conhidrgenoy se quema. Este gas pasa alrededor de una esfera derubidiocalentada elctricamente hasta unos 600-800C, y mantenida a un potencial de 180Vrespecto al colector, alrededor de la cual se forma unplasma. Mediante un mecanismo no muy bien establecido, se forma una gran cantidad de iones a partir de las molculas fosforadas y nitrogenadas, y al tener un medio conductor dicha diferencia de potencial permite la aparicin de una pequea corriente elctrica amplificable y medible. Por lo general, la intensidad de la corriente ser proporcional al nmero de iones formados, y por tanto a la cantidad de analito.Detector de captura de electronesEldetector de captura de electroneses un tipo dedetectorutilizado encromatografa de gases. Fue inventado porJames Lovelock. Su funcionamiento bsico se basa en la emisin de una partcula (electrn) por parte de tomos como el63Ni otritioadsorbido sobre una placa deplatinootitanio.Tpicamente, un ECD (electron capture detector) contiene unos 5milicuriosde emisor . Dicho electrn ioniza el gas portador y se produce una rfaga de electrones. Si se aplica uncampo elctricoconstante, mediante un par de electrodos, por ejemplo, se tendr una corriente constante entre ambos, del orden de unnanoamperio. Sin embargo, si se tienen especies orgnicas en el gas, stas capturarn parte de los electrones, disminuyendo por tanto la intensidad de la corriente. Normalmente es necesario aplicar el potencial en forma de impulsos para lograr una respuesta lineal del detector.Este detector es muy selectivo, y es sensible a la presencia de molculas con grupos electronegativos comohalgenos,perxidos,quinonasy grupos nitro, grupos que contienen tomos de halgeno (cloro,bromo,yodo), oxgeno y nitrgeno. Otros grupos como elalcohol,aminaehidrocarburosno dan seal.Se aplica en la deteccin de molculas que contienen halgenos, principalmentecloro, como algunosinsecticidasobifenilos policlorados.Ventajas: Simple y robusto. Bajo mantenimiento. No destructivo. Muy sensible, del orden de 10-12g/ml de gas portador.Desventajas: Bajo rango dinmico lineal, 10 unidades. Precauciones de uso debido a la presencia de materialradiactivo(63Ni o tritio). Dicho material se encuentra en un cilindro sellado de acero y debe ser revisado peridicamente.

Detector de emisin atmicaUndetector de emisin atmica(AED) se utiliza en cromatografa de gases. Es uno de los tipos de detectores ms recientes, y como su nombre indica se basa en la emisin atmica.El primer AED para la cromatografa de gases fue introducido en 1989 por Hewlett-Packard (luego Agilent Technologies) y en 2002 Agilent Technologies a travs de una licencia exclusiva traspas esta tecnologa a la empresa Joint Analytical Systems GmbH en Moers (Alemania) que de all en adelante produce y desarrolla el AED en Alemania.En este dispositivo el gas de salida de la columna se introduce en unplasmadeHemantenido por induccin de microondas, el cual se acopla a un espectrmetro de emisin de series de diodos. La alta temperatura alcanzada en el interior del plasma (varios miles de grados) es suficiente para ionizar totalmente todos los tomos de la muestra, y obtener de esta forma sus espectros de emisin. La radiacin emitida secolimay se refleja en una red de difraccin, descomponindose en sus longitudes de onda individuales, y se recoge en una fila de diodos, capaz de detectar en el rango de 170 a 837nm. En los equipos actuales (2005), dicho espectrofotmetro permite detectar ms que 26 elementos, indicados en el diagrama.ANALISIS CUANTITATIVO La cromatografa cuantitativa se basa en una comparacin ya sea de la altura o del rea de los picos cromatogrficos producidos por los analitos en comparacin con uno o ms patrones. Si las condiciones estn perfectamente controladas, ambos parmetros varan linealmente con la concentracin. Anlisis basado en la altura de los picos. La altura de un pico cromatogrfico se obtiene conectando la lnea de base de cada lado del pico por medio de una lnea recta y midiendo la distancia perpendicular entre esta lnea y el pico. Esta medida puede tomarse generalmente con una precisin razonablemente grande y proporciona buenos resultados siempre que las variaciones en las condiciones de la columna no alteren el ancho de los picos durante el perodo necesario para obtener los cromatogramas de la muestra y los patrones. Las variables que se deben controlar cuidadosamente son la temperatura de la columna, la velocidad de flujo del eluyente y la velocidad de inyeccin de la muestra. Adems, es necesario tener cuidado en evitarla sobrecarga de la columna. El efecto de la velocidad de inyeccin de la muestra es particularmente crtico para los picos iniciales de un cromatograma. En estos casos, en que se utiliza una jeringa, los errores relativos van de 5 a 10%.Calibracin con patrones Un mtodo ms directo para los anlisis cromatogrficos cuantitativos consiste en la preparacin de una serie de soluciones patrn cuya composicin se aproxima a la del problema. Se realizan los cromatogramas para los patrones y se grafican las alturas de las reas de los picos en funcin de la concentracin. Una grfica de estos datos debe proporcionar una lnea recta que pasa a travs del origen; los anlisis se basan en esta grfica. Para lograr la mxima precisin es necesario repetir con frecuencia las calibraciones. Obtenido el cromatograma, se puede medir la altura o el rea del pico cromatogrfico: ALTURA. Cuando el pico es bien definido. REA.Para lo cual se debe realizar los trazos que se indican en la figura, el rea se determina con la frmula:AREAAnlisis basados en el rea de los picos Las reas de los picos son independientes de los ensanchamientos debidos a la temperatura, velocidad de inyeccin o de flujo. Por lo tanto, desde este punto de vista, las reas de los picos constituyen un parmetro analtico mucho ms satisfactorio que sus alturas. Por otra parte, la altura de los picos se mide con mucho ms facilidad y en el caso de los picos estrechosse obtiene una mayor precisin. Muchos instrumentos cromatogrficos modernos, estn equipados con integradores electrnicos, que permiten una estimacin precisa del rea de los picos, con una desviacin estndar de 0.44%.

Cuantificacin por reas o alturas. C altura o rea del pico Mtodos de cuantificacin. Estndar externo Estndar interno

Estndar externo Preparar una curva de calibracin de los estndares de inters. Inyectar estndares de concentracin conocida. Graficar rea vs. concentracin. Inyectar la muestra problema. Interpolar el rea del analito de inters en la curva de calibracin. Reportar la concentracin del analito en la muestra problema.

Estndar interno Preparar una curva de calibracin de los estndares de inters ms el estndar interno. Inyectar estndares de concentracin conocida. Graficar relacin de reas vs. relacin de concentracin. Inyectar la muestra problema, a la cual se le ha adicionado el estndar interno. Interpolar la relacin de reas del analito de inters y el estndar interno en la curva de calibracin. Reportar la concentracin del analito en la muestra problema.