Cromatografia

CROMATOGRAFIA
TEORIA BASICA

TOPICOS A CONSIDERAR

• Introducción
• Effecto del largo y el díametro en la
columna capilar
• Selección del gas portador
• Espesor de película y temperatura de
la columna
• Efecto del tipo de fase

Separation is a Partitioning Process

FASE
MOVIL

MUESTRA

FASE
ESTACIONARIA

La cromatografía es un proceso de
equilibrio dinámico

KC =Concentración analito en la fase estacionaria
Concentración del analito en fase móvil

Page 1-1

Modelo del proceso cromatogáfico
Flujo

KC es dinámico
KC => grande

KC => pequeño

B

Fase estacionaria
Flujo
de
gas

A

C

Fase estacionaria

v

D

Resolución

Resolución y ancho de peak
tRA

tRB

Baja resolución

Alta resolución
R=

tRB -

tRA

0.5(WA + WB)W = ancho de pico

Tiempo

Page 1-2

Ecuación básica de la resolución

Medida de la eficiencia
7.00 min

R= (

)(

Eficiencia de
columna

α -1
α

)( )

k
√N
4 k+1
Retención

selectividad

capacidad

R=Resolución
N= número de platos teóricos
k= factor de capacidad
α= retención relativa de dos compuestos consecutivos

Selección de la columna
• Largo de lacolumna - 30m (metros)
• Díametro interno - 0.25mm
• Espesor de película - 0.25µm - df
• Fase estacionaria- 5% Phenyl-95%
dimetilpolixano

Ancho1/2 = 0.08

partida Solvente

n = 5.545

2

( Wt )
´

R

1/2

n = 26,209
tM
t´R
1.5
tR = 7.00

Mejorando la resolución mediante
la eficiencia de columna
•
•
•
•

Largo de la columna
Díametro
Flujo / velocidad lineal
Pesomolecular del gas portador

(√4n)
Eficiencia
de
columna

Page 1-3

Efecto del largo
A. Menor largo es mejor – Porqué?

Efecto del largo
3.7 min

R = 2.05
15 metros

B. Doblando el largo:
• mejora la resolución by 40% pero dobla
el tiempo de análisis
• Disminuye la sensibilidad
• Reduces la inercia

7.5 min

R = 2.91
30 metros
R = 4.15
15.3 min
60 metros

Efectodel díametro
• El díametro común es 0.25mm or 0.32mm;
0.25mm es mejor para equipos GC_MS
• Columnas de 0.53mm pueden tener mayores
espesores de película y por lo tanto mayor
capacidad
• Entre 0.22mm y 0.25mm ID, solo hay
diferencias mínimas

Efecto del díametro en el flujo

El di puede variar desde 0,245 a 0,255mm para
una columna típica de di nominal de
0,25mm(±2%) . Cuando la presiónde entrada se
mantiene constante, el flujo puede variar en un
16%.

A menor díametro mejor es la
resolución

Page 1-4

COLUMNAS RAPIDAS EN CG
• DI de las columnas 0.1mm a 0.18mm
• Mejora la rapidez de la separación
• Baja capacidad de muestra
• Dificil de usar en MS

Efto del díametro de la columna

Resolución y díametro de la
columna
A menor díametro mayor es la
resoluciónAnálisis a temperatura
programada

R = 4.00
0.1mm ID

10 min

0.1mm ID
(rápida)

20 min

0.25mm ID
(normal)

R = 1.63
0.25mm ID
10 min

Page 1-5

Columna rápida paraPCB

Mezcla de hidrocarburos
poliaromáticos
Rápida

12 min

Rápida
12 min

Normal
22 min

25 min

Mejorando la resolución a través
de la eficiencia de columna
•
•
•
•

Largo de columnaDíametro de columna
Flujo / velocidad lineal
Peso molecular del gas portador

Normal

( )
√n
4

Eficiencia
de
columna

Definiendo la velocidad
promedio del gas portador
• La velocidad al inicio es lenta
• La velocidad aumenta al final de la columna
• La velocidad promedio, es la velocida a lo largo
de la columna

Page 1-6

Siempre medir la velocidad
después de instalar unacolumna
L

µ=

Definiendo plato teórico (HETP)

µ = velocidad del portador

Columna capilar

L=Longitud en cm

t0

t0=Tiempo de un compuesto no
retenido en seg

30 M de columna con un tiempo de retención de 1.67
minutos

e.j. 30 cm /s =

3000 cm
100 s

Definiendo plato teórico (HETP)

0.25mm
Platos teóricos

HETP = L / N
HETP= altura equi valente de plato teórico...