Cromatografia

CROMATOGRAFÍA Prof. Francisco Rojo Callejas GENERALIDADES: Tiempo de retención (tr, fig 1) El tiempo que un soluto permanece en la columna. Se mide desde el momento de la inyección hasta la elución del máximo del pico. Es característico del soluto para condiciones de operación constantes. Auxiliar en la identificación de los solutos. Tiempo muerto (to, fig 1) El tiempo requerido para eluir unsoluto que no se retiene en la fase estacionaria. Tiempo que cualquier soluto permanece en fase móvil. Representa el espacio vacío de la columna. Tiempo de retención ajustado( t ′ , fig 1) r Mide el tiempo que el componente permanece en fase estacionaria.

t′ = tr − to r

Ancho a la base (wb, fig 1) Es la porción de la línea base intersectada por las tangentes al pico. Para un pico gaussiano esigual a 4σ. Tradicionalmente usado en el cálculo de la eficiencia del sistema Ancho a la mitad de la altura (w½, fig 1) Una medida mas reproducible, adecuada para evaluar manualmente la eficiencia del sistema (platos teóricos).

Número de platos teóricos (N) Cada plato teórico representa un equilibrio teórico de distribución del soluto entre las fases. El número total de platos teóricos de unacolumna representa el poder de separación de la columna. Una buena columna tiene un número alto de platos teóricos. se calcula con cualquiera de las ecuaciones:
2 2 ⎛ ⎞ ⎛ tr ⎞ ⎛ tr ⎞ tr ⎟ N = 16⎜ ⎟ = 2π⎜ ⎟ = 5.545⎜ ⎜ Area ⎟ ⎝ wb ⎠ ⎝ w½ ⎠ ⎝ Altura ⎠ 2

donde tr y wb o w½ se deben expresar en las mismas unidades, por ser N adimensional. Altura equivalente a un plato teórico (H, AEPT, HETP) Segmentode columna que representa un plato teórico. Es la medida inversa de la eficiencia del sistema, entre menor sea H el sistema es mas eficiente (se tienen mas platos teóricos en la misma longitud de columna). se calcula como: usualmente H y L se expresan en mm. 1

H=L

N

Factor de capacidad (k') Se define como la razón de la cantidad de soluto en fase estacionaria entre la cantidad en fasemóvil al equilibrio. Es igual a la relación del tiempo que el soluto permanece en fase estacionaria respecto al tiempo en fase móvil:

k′ =

t′ r to

Selectividad (α, fig 2) Mide las diferencias relativas entre la interacción de dos solutos con la fase estacionaria. Un valor mayor de α significa una columna mas selectiva y mejor separación entre solutos. Se calcula como el tiempo de retencióncorregido del soluto mas retenido entre el del menos retenido.

α=

k 2 t r′,2 ′ = ≥1 k1′ t r′,1
2 t r,2 − t r,1
b,2

Resolución (Rs, fig 2) Es la medida cuantitativa del grado de separación entre dos solutos. Se calcula con:

Rs =

(w

(

+ w b,1

) )

donde los tiempos de retención y los anchos se expresan en las mismas unidades. La resolución mínima aceptable en mezclassencillas es 1.0 (ver fig 3), una resolución de 1.5 representa separación a la línea base.

Figura 3. Ejemplos de resolución entre dos picos cromatográficos Ecuación maestra de la resolución Analiza las variables primarias de control de la resolución, la ecuación tiene la forma:

Rs =

L H ⎛ k ′ ⎞ ⎛ α − 1⎞ ⎟ ⎜ ⎟⎜ 4 ⎝1 + k′⎠ ⎝ α ⎠
2

1.

Las tres conclusiones que se obtienen son: A mayorretención (k'), mejor resolución (fig 4), pero le curva es asintótica. Para tener buenas separaciones se necesita un factor de capacidad k'>2. En mezclas sencillas un k' mayor de seis solo aumenta el tiempo de análisis sin mejorar apreciablemente la separación.

2.

A mayor selectividad mayor resolución (fig 5). Nuevamente la gráfica es asintótica, por lo que no se necesitan selectividades muygrandes. Generalmente se trabaja en la zona cercana a α=1, por lo que cualquier aumento en la selectividad mejora sustancialmente la separación.

3.

Entre mayor sea el número de platos teóricos, mejores separaciones (fig 6). La forma de la gráfica ( N ) indica que se deben de buscar cambios sustanciales (de varios órdenes de magnitud) para que esta mejora sea importante. El aumentar...