Cromatografia

LABORATORIO N°1: CROMATOGRAFÍA DE ADSORCIÓN

INTRODUCCIÓN

La cromatografía es una técnica que permite separar los componentes de una mezcla. Esta separación se logra utilizando un sistema bifásico: fase estacionaria donde se retienen los compuestos a separar y fase móvil que desplaza de forma diferencial los compuestos a través de la fase estacionaria.

La cromatografía de adsorciónemplea una fase estacionaria sólida de carácter polar, llamada Adsorbente y una fase móvil líquida, llamada Eluyente. Se utiliza tanto con fines analíticos como preparativos y la separación de los componentes de la mezcla viene determinada por las interacciones polares de los componentes de la misma con las fases estacionaria y móvil. Por lo tanto, los compuestos más difíciles de separar medianteeste tipo de cromatografía, serán aquellos que tengan una polaridad muy similar.

FASE ESTACIONARIA: Adsorbente

Está constituida por un sólido poroso, finamente granulado, con centros activos polares en su superficie donde se adsorben las moléculas de los compuestos que se van a separar por cromatografía. Cuanto menor sea el tamaño de partícula de este material mayor será la capacidad deadsorción. La adsorción se debe a interacciones intermoleculares del tipo dipolo-dipolo, dipolo-dipolo inducido o enlaces de hidrógeno entre el adsorbente y el soluto. El adsorbente más utilizado es la gel de sílice (ver figura 1) donde las interacciones tienen lugar entre los grupos Si—OH y Si—O—Si; también se emplea con relativa frecuencia alúmina (Al2O3).

Figura 1. Estructura del gel de sílice einteracciones con algunos compuestos polares.

El adsorbente debe ser inerte con las sustancias a separar por cromatografía. El gel de sílice presenta carácter ácido y la alúmina puede adquirirse con carácter neutro, ácido o básico.

FASE MOVIL: Eluyente

Es un solvente en el que los componentes de las mezcla son, al menos, parcialmente solubles. Al aumentar la polaridad del solventeaumenta la velocidad de elución de los compuestos de la mezcla.
Se puede utilizar un único solvente o una mezcla de solventes e incluso llevar a cabo la elución con un gradiente de polaridad aumentando progresivamente la proporción del solvente más polar.

RETENCIÓN:

Las moléculas de soluto S se adsorben en los centros polares de la fase estacionaria X y, a medida que se produce la elución, vansiendo desplazadas por las moléculas de solvente/s que constituyen la fase móvil M. La retención de un soluto se puede justificar por la competencia que se establece entre S y M por adsorberse a los centros polares X, es decir, depende de los valores de las constantes de los equilibrios:

que están en función de:

• Polaridad del compuesto a eluir que depende de sus grupos funcionales
•Naturaleza del adsorbente
• Naturaleza del solvente

ORDEN DE POLARIDAD DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS:

Ácidos carboxílicos > Fenoles > Alcoholes y Tioles > Aminas > Ésteres > Aldehídos y Cetonas > Hc. Aromáticos > Hc. Halogenados > Éteres > Hidrocarburos Insaturados > Alcanos.

Cuanto más polar sea un compuesto más se retendrá en la fase estacionaria. Por ejemplo,se retiene más un alcohol que un hidrocarburo.

ORDEN DE POLARIDAD DE LOS ELUYENTES MÁS HABITUALES:

H2O > CH3OH > (CH3)2CHOH > CH3CN > Dioxano > CH3COOEt > THF > CH2Cl2 (Cloruro de metileno) > CHCl3 (Cloroformo) > CCl4 (Tetracloruro de carbono) > CH3(CH2)4CH3

Para un mismo compuesto, un aumento en la polaridad de la fase móvil hace que se desplace con másfacilidad de la fase estacionaria. Por ejemplo, se eluirá más rápidamente una amina en acetonitrilo que en hexano.

* Para compuestos poco polares, que se retienen poco en el adsorbente, se utilizan eluyentes apolares o poco polares como, por ejemplo, hexano.

* Para compuestos muy polares, que quedan muy retenidos en el adsorbente, se emplean eluyentes muy polares como, por ejemplo,...