Asignatura ANLISIS QUMICO Grado Ciencia y Tecnologa de

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 TEMA 16 INTRODUCCIÓN A LAS SEPARACIONES CROMATOGRÁFICAS 1

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 CONTENIDOS 1. Fundamentos 2. Clasificación 3. El proceso cromatográfico 4. Parámetros fundamentales 5. Aplicaciones de la cromatografía 2

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 1. Fundamentos 1903: usó columnas de adsorción para separar pigmentos vegetales Fase móvil Pigmentos vegetales Fig. 1 Tswett (1872 -1919) Chroma: color Graphein: escribir Fase estacionaria CROMATOGRAFÍA 3

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 2. Clasificación • 2 A. Según la disposición de la fase estacionaria: – Cromatografía plana: • Cromatografía en capa fina • Cromatografía en papel – Cromatografía en columna • Cromatografía de líquidos • Cromatografía de gases • Cromatografía de fluidos supercríticos 4

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 2. Clasificación CROMATOGRAFÍA PLANA Papel Cromatografía en papel Fase estacionaria Cromatografía en capa fina Adsorbente sobre soporte Gel de sílice, poliamida…. Lámina de vidrio, de plástico o metálica Tapadera METODOLOGÍA DE TRABAJO Papel Frente de fase móvil Fase móvil 1 2 3 4 5 Fig. 1 5

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 2. Clasificación Fase móvil CROMATOGRAFÍA EN COLUMNA Muestra (A+B) B Fase estacionaria A B B A B 6

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 2. Clasificación • 2 B. Según el tipo de fase móvil: • Cromatografía de líquidos (LC) En columna o en superficie plana • Cromatografía de gases (GC) • Cromatografía de fluidos supercríticos (SFC) En columna 7

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 2. Clasificación CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS CROMATOGRÁFICOS EN COLUMNA Método Técnica Fase estacionaria Tipo de equilibrio LC Reparto Líquido adsorbido sobre un sólido Distribución entre líquidos inmiscibles Adsorción Sólido Adsorción Intercambio iónico Resina de Intercambio Iónico Intercambio iónico Exclusión por tamaños Líquido en intersticios de un sólido polimérico Distribución/Exclusión Gas-líquido Líquido adsorbido sobre un sólido Distribución entre gas y líquido Gas-sólido Sólido Adsorción Especies orgánicas enlazadas a superficie sólida Distribución entre fluido supercrítico y superficie enlazada GC SFC 8

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 3. El proceso cromatográfico Muestra (A+B) Fase móvil B Fase estacionaria A B B A B ● ● ● ● Señal analítica Detector t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 Tiempo, min t 0 A B t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 9

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 3. El proceso cromatográfico ENSANCHAMIENTO DE BANDAS Columna Comienzo Fig. 1 Perfil de concentración Fig. 2 Tiempo 10

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 Respuesta del detector 4. Parámetros fundamentales CH 4 Inyección Octano No identificado Nonano Tiempo Fig. 1 tr´ = tr - tm 11

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 4. Parámetros fundamentales Factor de retención (k) k << 1: elución demasiado rápida k~ 20 -30: elución demasiado lenta 2 < k < 10: elución ideal Factor de selectividad (α) α = 1: Los compuestos no están separados α > 1: Los máximos de los picos cromatográficos están separados Volumen de retención (Vr) ur : caudal de la fase móvil 12

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 4. Parámetros fundamentales ANCHURAS CARACTERÍSTICAS wi tr Respuesta del detector Punto de inflexión wh t=0 Inyección Tiempo wi = 2σ wh = 2, 35σ wb = 4σ wb Fig. 1 wb = 2 wi wb = 1, 7 wh 13

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 4. Parámetros fundamentales EFICACIA DE UNA COLUMNA: H, L H «Martin y Synge» L wb = 4σ «n compuestos en el cromatograma» : 14

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 4. Parámetros fundamentales Factor de resolución (Rs) Fig. 1 R s= Δt wb, A + wb, B 2 Rs ≥ 1, 5: separación ideal 1, 5 > Rs > 1: separación aceptable Rs < 1: separación inaceptable 15

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 4. Parámetros fundamentales Resolución = 0, 75 Señal Resolución = 0, 5 Señal Resolución =1 Tiempo Resolución = 1, 5 Tiempo F 1 16

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 5. Aplicaciones de la cromatografía ANÁLISIS CUALITATIVO Señal analítica Disolución estándar F 1 CH 4 Octano Nonano Decano Tiempo Señal analítica Muestra CH 4 La muestra no contiene metano ni octano. Si los contiene será a concentraciones inferiores a los correspondientes límites de detección Octano ¿Nonano? ¿Decano? Tiempo Identificación positiva: - Comparación de datos de retención - Uso de detectores en línea 17

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 5. Aplicaciones de la cromatografía ANÁLISIS CUANTITATIVO Señal analítica Área Altura, h Fig. 1 tm tr Tiempo MÉTODOS DE ANÁLISIS CROMATOGRÁFICO CUANTITATIVO 1. Calibración con patrones Preparación de disoluciones patrón Obtención de sus cromatogramas 18

Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos Curso académico: 2012/13 5. Aplicaciones de la cromatografía B. Método del estándar interno Se añade a disoluciones patrón y a muestras Señal analítica Analito 1 Estándar interno Analito 2 Tiempo Fig. 1 19

Curso académico: 2012/13 Asignatura: ANÁLISIS QUÍMICO Grado: Ciencia y Tecnología de los Alimentos CRÉDITOS DE LAS ILUSTRACIONES – PICTURES COPYRIGHTS -Logo encabezado de páginas OCW-UM. Autor: Universidad de Murcia. Dirección web: http: //ocw. um. es -Página 3, Fig. 1. Dirección web: http: //es. wikipedia. org/wiki/Mija%C 3%ADl_Tsvet. -Página 5, Fig. 1. Dirección web: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Chromatography_tank. png. -Página 10, Fig. 1 y Fig. 2. Dirección web: http: //bcs. whfreeman. com/qca/default. asp. -Páginas 11, 13, 15 y 17, Fig. 1. Dirección web: http: //bcs. whfreeman. com/qca/default. asp. -Página 18, Fig. 1. Dirección web: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Chromatogram_1. jpg. Autor: CCC/CHT Original uploader was Sortjai at nl. wikipedia. -Página 19, Fig. 1. Dirección web: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Chromatogram. png. Autor: User Dubaj on sk. wikipedia 20