Cromatografía de gases

Antecedentes/Historia
La cromatografía es un método físico de separación en el cual los componentes a ser
separados son distribuidos entre dos fases, una de las cuales es estacionaria mientras la otra
se mueve en una dirección definida. Los componentes son separados por sus diferentes
tazas de migración (IUPAC). La cromatografía puede ser clasificada por su utilidad y en
base al material quese utilice como eluyente para separar los solutos. De acuerdo a su
utilidad la cromatografía se clasifica en: analítica, utilizada para determinar los químicos
presentes en una mezcla y en que concentración; y preparativa, utilizada para purificar
grandes cantidades de químicos.
La primera técnica cromatográfica fue ideada por el botánico ruso Mikhail Tswett en 1906,
quien utilizó alúminapara separar los pigmentos coloreados de las hojas de las plantas.
Tswett en su experimento original, metió dentro de un tubo de vidrio un fino polvo
(sacarosa) para producir una columna de una altura deseada. Posteriormente, extrajo los
pigmentos de hojas y los colocó en un solvente (éter de petróleo) y agregó un poco de la
solución dentro de la columna. Cuando toda la solución había pasado através de la
columna se formó una estrecha zona inicial bajo la capa inicial del adsorbente. Después
agregó más solvente y aplicó presión en la parte de arriba de la columna. Mientras el
solvente iba pasando a través de la columna, los pigmentos se iban separando
individualmente (Fig. 1). La clave del éxito de la columna de Tswett, fue la aplicación de la
mezcla dentro de la columna en unazona inicial estrecha y la posterior aplicación del
solvente fresco.
Fig. 1. Columna cromatográfica de Tsweet3. Y = amarillo, G = verde
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En 1931, fue redescubierta por Richard Kuhn al utilizarla para el análisis de polienos. Los
primeros en utilizar un gas como fase móvil fueron A. T. James y A. J. Martin en 1952,
para separar ácidos grasos cortos. Posteriormente Dabrio, en 1971, la utilizópara separar
metilaminas, aminas alifáticas y homólogos de piridina.
Mecanismos de la cromatografía
El movimiento de las substancias durante la cromatografía es el resultado de dos fuerzas
oponibles, la fuerza de manejo de la fase móvil y la fuerza resistente o acción de retardo del
sorbente. La fuerza de manejo mueve las substancias del origen de la columna en dirección
del flujo de la fasemóvil. La acción de retardo impide el movimiento de las substancias
arrastrándolas del flujo y adhiriéndolas al adsorbente. Las moléculas se encuentran
alternando entre estar pegadas al adsorbente o despegadas en el flujo, esto da como
consecuencia que pese a que el flujo es constante, solo una fracción de las moléculas se
están moviendo. Las substancias que se mueven más lentamente es porqueestán siendo
unidas más fuertemente a la fase estacionaria, mientras que aquellas que se mueven más
rápidamente es por que son menos solubles o de poca afinidad.
La habilidad de tener una migración diferencial entre los componentes de la mezcla es el
resultado de la selectividad del sistema cromatográfico. El flujo de la fase móvil no es
selectivo en el sentido de que no afecta el movimiento delos solutos. Como parte del
sistema cromatográfico, sin embargo, la fase móvil debe ser un poco selectiva para ayudar a
la absorción de los solutos con la fase estacionaria. La fase estacionaria también juega un
papel importante dentro del cromatograma debido a su acción resistiva como una fuerza
selectiva de la velocidad de flujo de los solutos.
Fundamentos teóricos
Se han propuesto muchasteorías con complejos modelos matemáticos para explicar el
comportamiento de los solutos en las columnas cromatográficas. Las más estudiadas son:
• Teoría de las placas teóricas (Martin y Synge)
• Teoría cinética (Van Deenter, Zuiderweg, Klinkenberg y Sjenitzer)
• Teoría desarrollada para columnas capilares (Golay)
La principal es la teoría de las placas teóricas (theoretical plates...