Optimizacion altura de plato

Optimización de la Altura Equivalente de Plato Teórico (H)
Laboratorio de Instrumental II
Febrero 24 de 2011

Resumen
Durante el desarrollo de esta experiencia se busco evidenciar los efectos de la variación de la velocidad y la composición de la fase móvil sobre la eficiencia de la columna. La elución en gradiente con frecuencia mejora la eficiencia de la separación. Por esta razón sebuscaron los valores óptimos de flujo y composición que ofrecieran la mejor eficacia para el análisis de cafeína. Por medio de la gráfica de Van Deemter se determinó el flujo ideal al cual se debía realizarse dicho análisis. Finalmente para la obtención de la composición de la fase estacionaria ideal, se tuvo en cuenta la optimización de la resolución, tiempo de análisis y costo.

IntroducciónSi el flujo es demasiado alto las moléculas del soluto no tendrán suficiente tiempo para interaccionar debidamente con loa puntos activos de la fase estacionaria teniendo como resultado una mala separación, por debajo de la eficiencia esperada de la columna. Por otra parte, si se emplea un flujo demasiado pequeño, las moléculas del soluto permanecerán demasiado tiempo en la fase móvil donde elfenómeno de difusión longitudinal provocara el ensanchamiento de las bandas, lo que acarreara una pérdida de sensibilidad en el método y un considerable aumento del tiempo de análisis.[1]
El flujo optimo se observa claramente en las graficas de Van Deemter, en las cuales se grafica la velocidad lineal u contra la altura de un plato teórico H. la altura de un plato teórico H es inversamenteproporcional a la eficiencia de la columna. El nombre de esta curva se debe al autor principal del trabajo publicado en 1956 en el que por primera vez se discute a fondo la teoría de la cromatografía. [1]

La curva de Van Deemter presenta un mínimo valor de H que corresponde a la máxima eficiencia y para el cual se puede obtener la velocidad lineal optima de la fase móvil (Fig.1). La pendiente de laparte ascendente de la grafica, después de haber alcanzado el mínimo, también reporta información adicional del proceso cromatográfico; una pendiente menor significa que puede utilizarse una mayor velocidad de flujo sin demasiada perdida de la eficiencia de la columna y por lo tanto un ahorro sustancial en el tiempo requerido para el análisis. [1]

Fig. 1. Curva de Van Deemter.
La ecuación quedescribe la curva de Van Deemter relaciona la eficiencia de la columna no solamente con la velocidad lineal sino también con otros parámetros tales como relaciones de capacidad, diámetro de partícula, coeficientes de difusión del soluto en la fase estacionaria y móvil, etc. El estudio de estos parámetros proporciona información importante acerca del sentido en el que deben orientarse los cambiosen diversos factores cromatográficos para mejorar la eficiencia de la cromatografía. [2]
La ecuación de Van Deemter puede ser escrita de la siguiente manera:

El termino multicaminos A esta asociado a la multitud de caminos diferentes que pueden seguir las moléculas a través de una columna. El termino de difusión longitudinal B/u esta asociado al proceso en el cual el soluto se difunde desde unazona de mayor concentración (centro de la banda) hacia una zona de menor concentración delante y detrás de la banda causando ensanchamiento. El termino de transferencia de masas (Cs+Cm)u está asociado con la transferencia de masa entre la fase móvil y la fase estacionaria.[1]
La contribución de cada término a la ecuación de Van Deemter puede observarse en la Fig. 2.

Fig. 2. Contribución decada término de la ecuación de Van Deemter.

La elución que se realiza con un único solvente o una mezcla de solventes de composición constante. En la elución en gradiente, se usan dos o más sistemas de disolventes que difieren significativamente en su polaridad. Las proporciones de los disolventes se varían de manera programada durante la separación, de forma continua o de modo escalonado. [2]...