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Cromatografía de gases
M. en C. Elba Rojas Escudero.
Técnicas de separación
Decantación Filtración Centrifugación Destilación Extracción Cromatografía
Cromatografía
Es un método de separación de mezclas,basado en el intercambio de los solutos
entre dos fases.
Cromatografía
elución
Gas Líquido
CGS CGL
Clasificación
Empacadas Capilares
WCOT PLOTSCOT
Instrumentación
FM Inyector
Registrador Detector
Columna
Equipo de CG
Introducción de la muestra
Fase móvil
ColumnaFEZona caliente
Muestra(jeringa)
Septa
FM - Gas de arrastre
Baja viscosidad bajo PM Inerte Seguro Alta pureza Económico
Fase móvil
Flujo = F = gasto en volumen del eluyentepor unidad de tiempo, medido a la salida de la columna a temperatura ambiente (mL/min)
Velocidad del gas = u = distancia media recorrida por la FM por unidad de tiempo (cm/seg)
Fc ( DI 2 u) / 4
Fase móvil
Gases utilizados
Nitrógeno Columnas empacadas
Hidrógeno Máxima eficiencia con columnas capilares
Helio Sistemas acoplados
H = f ( u )
Fase estacionaria
Estabilidad química
Bajo punto de fusión
Baja presión de vapor
Baja viscosidad
Requisitos de la muestra
Presión de vapor apreciable a la temperatura de operación pv 1 torr, Tmáx 450 ºC
No termolábil formar derivados No debe reaccionar con las superficies del
sistema cromatográfico (partes internas e inertes)
Proceso cromatográfico
El lecho cromatográfico puede ser abierto (placa) o cerrado (columna)
La fase móvil fluye a lo largo del lecho cromatográfico en contacto con la fase estacionaria
Proceso cromatográfico
La fase móvil fluye, arrastrando consigo los solutos
Los solutos se reparten entre ambas fases
FM FEsoluto
Proceso cromatográfico
Al alimentar la muestra al sistema, los solutos se reparten entre las dos fases
FM FM
Dimensiones
L = Longitud de la columna (cm)
DI = Diámetro interno (mm)
Df = Espesor de la película (m)
Vm = Volumen muerto (mL)
Columna empacada
Columna capilar
Columnas
Empacadas Capilares
Longitud 2 m 60 m
N / m 2,000 3,000
Platos totales 4,000 180,000
Columnas
Empacadas Baja eficiencia
Capilares Vidrio Sílice fundida
WCOT (CGL) PLOT (CGS)
Columna empacada
Columna capilar
Columnas capilares WCOT
(Nmáx) WCOT rápida
Widebore
df (m) 0.25 0.25 1.00 DI (mm) 0.25 0.25 0.5-0.75 L (m) 10 - 60 10 50 - 100 F (mL/min) 1 2 - 5 4 - 10 N 100 K 10-20 K 20K - 50KTanál(min) 30 - 120 2 - 10 10 - 60
Velocidad óptima FM
Espesor película
N2 He H2
250 m 12 25 42
320 m 9 19 32
530 m 6 14 22
Ecuación van DeemterColumnas Empacadas
H = A + + CuBu
A – Difusión de Eddy
B – Difusión molecular
C – Transferencia de masa en la FE líquida
Ecuación GolayColumnas Capilares
H = + (Cs + CM) uBu
B – Difusión molecular
Cs – Transferencia de masa en la FE líquida
CM – Transferencia de masa en la FM
H = f ( u )
Temperatura límite
FE Similitud Tmin (C)
Tmáx (C) Isot.
Tmáx (C)
Prog.DB-1 SE-30, OV-1 -60 320 350
DB-17 OV-17 40 280 300
DB-WAX C-20M 20 240 250
Temperatura límite
FE Similitud Tmin (C)
Tmáx (C) Isot.
Tmáx (C)
Prog.DB-5 SE-54 -60 320 350
DB-210 OV-210 40 240 260
DB-225
DB-1301
DB-1701
OV-225
-------
OV-1701
40
-20
-20
220
280
280
240
300
300
Isotérmico vs programada
Columna (FE) a) Ti = Tf
b) Ti Tf Ti
Tf
X C/ min
X C/ min
Ti
Tf
Aplicaciones
ProteínasAminoácidos
DrogasPolímeros
CarbohidratosVitaminasFármacos
Líquidos fisiológicos
LípidosSurfactantesEsteroidesExplosivos
Control de calidadControl de procesos
Química clínicaSeparación de muestras
Ventajas de CG Resolución
fases estacionarias N grande
Sensibilidad determina ng para la mayoría de analitos pg para algunos analitos
Exactitud análisis cuantitativo aceptable 1 ppb
Ventajas de CG
Velocidad 5-10 min en la mayoría de las muestras análisis de alta resolución 2 h
Manejo del equipo fácil automatizados (actuales) costo razonable
Limitantes de CG
Muestra volátil Muestras “sucias” “limpiar” Requiere disoluciones estándar Sistemas acoplados
Infrarrojo Espectrometría de masas
Experiencia
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