CURSO DE CROMATOGRAFÍA
DE GASES-2013
Principios Básicos y Manejo del Equipo
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA
JOSÉ RAMÓN VERDE CALVO
GLORIA MARIBEL TREJO
OBJETIVO
El participante aprenderá y
aplicará los conceptos teórico
prácticos básicos sobre
PROGRAMA
2.0
FISICOQUÍMICA
DE LA
CROMATOGRAFÍA
3.6. DETECTORES
3.6.1 Conductividad térmica
3.6.2 Ionización de flama
3.6.3 Captura de electrones
3.7 SISTEMA
CROMATOGRÁFICO
3.7.0 Sistema de Cómputo
3.7.1 Obtención del cromatograma
3.7.2 Parámetros de integración
4.0. CONCEPTOS Y
TÉRMINOS
4.1 Tiempo de retención
4.2 Tiempo de retención corregido
4.3 Ancho de base
4.0 CONCEPTOS Y
TÉRMINOS
4.5 Altura Equivalente de un Plato
Teórico
4.6 Coeficiente de Partición
4.7 Resolución
5.0 ANÁLISIS
CUALITATIVO
5.1 Identificación de compuestos
– Tiempos de retención
7.0
MANTENIMIENTO
DEL
EQUIPO
DEFINICIÓN
La cromatografía de gases es una
Ventajas
Mejor técnica de separación que
otros sistemas físicos o químicos
Tiempos cortos de análisis
Actualmente muchas de las
Desventajas
Costo
Mantenimiento
Consumibles
CROMATOGRAFIA
M. TSWEET (1903): Separación de mezclas de
pigmentos vegetales en columnas llenas con adsorbentes sólidos y solventes variados éter de petróleo CaCO3 mezcla de pigmentos pigmentos separados
Cromatografia = kroma [color] + graph [escritura] (griego)
CROMATOGRAFIA
Primer equipo comercial
1940
1950
1960
“CGS” rudimentario
propuesta Martin e Synge
Separación de ácidos orgánicos por CGL: primer cromatógrafo (Martin e James)
Detector por Densidad de Gas (Martin e James)
Detector por Ionización de flama
Detector por Captura de Eletrones Columnas Capilares (Golay)
Clasificación Analítica
Cromatografía cualitativa o
preparativa
Cromatografía cuantitativa o
Clasificación Práctica
Cromatografía de Adsorción
Cromatografía de Adsorción
Cromatografía Gas Sólido (CGS), la
fase estacionaria es un sólido con
gran número de sítios activos
(hidroxilos, pares de electrones)
Sílice granular, la alúmina o el carbón
El soluto se adsorbe en la superficie
de las partículas sólidas
Fases Estacionarias
El fenómemo físicoquímico responsable de la interacción analito + FE sólida es la
ADSORCIÓN
La adsorción ocurre en la interface entre el gas de arraste y la FE sólida
Fases Estacionarias
FE Sólidas
Principales
Aplicaciones: - Separación de gases - Compuestos volátiles - Séries homólogas
GASES DE REFINARIA
Columna:Carboxen-1000 60-80 mallas; 15’ x 1/8”
TCOL: 35oC a 225oC / 20oC. min-1
Gas de Arraste: He, 30 ml.min-1
Columnas de Adsorción
Columna Temp max Aplicación
HP S o M 200° c Hidrocarburos, gas natural
Poraplot Q 250° C Alcoholes volátiles en agua, gases Poraplot U 190° C comp. volátiles
Cromatografía de Reparto
LÍQUIDOS Depositados sobre a superfície de: sólidos porosos inertes (columnas empacadas) o de
Fases Estacionarias
Familias De FE Líquidas
Mayor parte de las aplicaciones en CG moderna
PARAFINAS Apolares; Principales: esqualeno (C30H62), Apiezon
POLIÉSTERES Ésteres de dialcoholes con diácidos. Polares; altamente sensibles a la humedad y oxidación; Principales: DEGS, EGA
ÉSTERES METÍLICOS DE ÁCIDOS GRASOS Columna:5%DEGS-PS s/ Supel-coport 100/120 mallas; 6’ x 1/8” TCOL: 200oC (isotérmico)
Gas de Arraste: N2 20 ml.min-1
Detector: FID
Columnas de Reparto
Columna Temp max Aplicación
FASES ESTACIONARIAS LÍQUIDAS COLUMNAS EMPACADAS
NOMBRE COMERCIAL
DESCRIPCIÓN POLARIDAD TEMPERATURA ºC min/max
Escualeno Escualeno I 20/100
Apienzon L Apienzon L I 50/300
SE-30 100% goma de silicona I 50/300
OV-1 100% goma de silicona I 50/300
UCW-982 goma del 99% metil, 1% vinil II 0/300
DC-200 100% de metil silicona líquida II 0/250
OV-101 100% de metil silicona líquida II 0/350
SP-2100 100% de metil silicona líquida II 0/350
SE-52 o SE-54 fenilo al 5% II 50/300
Dexsil 300 Metil carbonato de silicona II 50/450
OV-17 Metil fenil silicona al 50% II 0/375
OV-25 Metil fenil silicona al 75% III 0/350
OV-210 3,3,3-trifluoropropilo al 50% III 0/275
Carbowax 20M polietilen glicol IV 60/225
Carbowax 20M TPA polietilen glicol modificado con ácido tereftálico
IV 60/250
Carbowax 1500 polietilen glicol IV 40/200
FASES ESTACIONARIAS LÍQUIDAS DE USO COMÚN EN CROMATOGRAFÍA DE GASES
COLUMNAS CAPILARES NOMBRE
COMERCIAL
DESCRIPCIÓN POLARIDAD TEMPERATURA ºC min/max APLICACIONES GENERALES HP-1, DB-1 100% dimetil polisiloxano I -60 a 325 Aminas, hidrocarburos, pesticidas, aromas y fragancias HP-5, DB-5 5% fenil 95% dimetil polisiloxano I -60 a 325 Alcaloides, FAMEs, compuestos halogenados DB-1301 6% cianopropil-fenil, 94% dimetil polisiloxan II -20 a 280 Alcoholes, pesticidas DB-35, HP-35 35 % fenil 65% dimetil polisiloxano
II 40 a 300 Pesticidas, fármacos, drogas
1701, DB-1701p 14% cianopropil-fenil, 86% dimetil polisiloxan II -20 a 280 Pesticidas, herbicidas, azúcares HP+50, DB-17 50 % fenil 90% dimetil polisiloxano
II 40ª 280 Drogas, glicoles, pesticidas, esteroides
DB-200 35% trifluoropropil 65% dimetil polisiloxano
III 30 a 300 Disolventes, pesticidas, herbicidas
DB-225 50 % cianopropil-fenil, 50 % dimetil polisiloxan
Iii 40 a 220 FAMEs alditol, esteroles neutros
HP-INNOWax Polietilenglicol III 40 a 260 Alcoholes, ácidos orgánicos, aceites esenciales, aromas y
fragancias DB-23 50 % cianopropil-fenil,
50 % dimetil polisiloxan
INTERACCIONES LIQUIDO-COMPONENTE
¿Por qué se separan los compuestos?
INTERACCIONES DIPOLARES
Se producen entre moléculas de compuestos polares.
LAS FUERZAS DE
INDUCCIÓN
Se dan cuando una molécula polar se aproxima a otra no polar.
Ecuación de Debye
FUERZAS DE DISPERSION
Se deben a la formación de dipolos (inducidos, moléculas no polares)
PUENTE DE HIDRÓGENO
Estas fuerzas son superiores a las anteriores, pero inferiores a las del enlace químico,
provocando, que el componente se vea
El Cromatógrafo De Gases
1 – Depósito de Gás y Reguladores de Presión.
2 - Injector vaporiza la Muestra.
3 - Columna Cromatográfica y Horno de la Columna.
4 – Detector.
5 - Electrómetro (amplificador) de Señal.
Gas De Arrastre
Características:
INERTE No dede reaccionar con la muestra, fase
estacionária o superfícies de la columna.
PURO Debe ser excento de impurezas que puedan
degradar la fase estacionaria.
Impurezas típicas en gases y sus efectos:
oxida / hidroliza algunas FE incompatíbles con DCE
H2O, O2
Gas De Arrastre
Desventajas:
COSTO Los gases de alta pureza son caros.
CO STO PUREZA A B C A = 99,995 % B = 99,999 % C = 99,9999 %
COMPATÍBLE CON EL DETECTOR Cada detector demanda
un gas de arraste específico para mejor funcionamento.
Selección de Gases de Arraste en Función del Detector: He , H2 , N2
DCT
DIF N2 , H2 , O2
Alimentación Del Gas De Arrastre
Componentes necesarios a la línea de gas:
controladores de vacío / presión de gas
dispositivos para purificación de gas (“trampas”)
Helio
Uso general
Caro
Nitrógeno
Uso general en columnas
empacadas y capilares
Hidrógeno
Columnas capilares
Combustible DIF
Barato
Aire
Comburente con el DIF
Barato
Trampas o filtros
Garantizan la calidad del análisis
Prolongan la vida útil de la
columna
Trampa de Oxígeno
Bulbo de óxido de cobre
Indicador de óxido de manganeso
El O2, provoca oxidación irreversible
Daños causados por O
2Trampas de humedad
Tamiz molecular
Indicador de sulfato de calcio
Trampa para hidrocarburos
Tamiz molecular
Empaque C activado
Retiene compuestos mayores que el CH4 El tamaño y el PM de los contaminantes
Resolución del gas acarreador
Efecto del gas acarreador en la resolución de
n-heptadecano y