Quimica

Cromatografía de gases

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Tema 11

CROMATOGRAFIA DE GASES
La cromatografía de gases (CG) incluye todos los sistemas cromatográficos en los
que la fase móvil es un gas. Desde la década de los cincuenta, en la que Martin y
James (1952) descubrieron la cromatografía gas-líquido hasta el desarrollo de la
HPLC, puede considerarse como el método de separación mas importante. En laactualidad, la CG es una técnica analítica usada rutinariamente en multitud de
laboratorios universitarios, de investigación e industriales, debido a su alta resolución,
sensibilidad y selectividad.
La utilización de columnas capilares, así como el empleo de la CG en conjunción
con otras técnicas, especialmente la espectrometría de masas, han aumentado
espectacularmente sus posibilidades, siendofactible la separación, cuantificación y
subsiguiente caracterización de una gran variedad de productos en distintas mezclas,
desde gases permanentes y mezclas de isótopos, hasta aceites esenciales en
perfumes, ácidos grasos en grasas animales y agentes contaminantes en aguas y
suelos.
Además de las aplicaciones típicamente analíticas, la CG puede utilizarse a escala
preparativa para la obtenciónde compuestos de elevada pureza, así como también es
posible la obtención de datos físico-químicos relativos a propiedades superficiales,
cinética y termodinámica de procesos de adsorción y separación, desarrollo de
catalizadores, etc.
Existen dos tipos de cromatografía en fase gaseosa: la cromatografía gas-sólido
(CGS) y la cromatografía gas-líquido (CGL), según se utilice una faseestacionaria
sólida o una fase estacionaria líquida (sobre un soporte sólido, o directamente sobre la
pared interna de la columna), respectivamente. De las dos modalidades, la primera
tiene unas aplicaciones bastante limitadas, por lo que en la práctica, casi siempre que
se hace alusión a la cromatografía de gases está implicada la CGL. Por ello, en este
capitulo, se tratará fundamentalmente de laCGL, y solo se hará una breve referencia
al final sobre la CGS.

Claudio González Pérez

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PRINCIPIOS BASICOS
Los principios fundamentales de la cromatografía expuestos en el capítulo
anterior son aplicables a la cromatografía de gases con solo algunas ligeras
modificaciones resultantes de las propiedades diferenciales entre el estado líquido y
el estado gaseoso, principalmente ladifusividad.
Las principales diferencias entre gases y líquidos pueden concretarse en:
* Las interacciones entre las moléculas de los gases, a diferencia de los líquidos, suelen
ser pequeñas. Por otra parte, los gases suelen tener poca capacidad para desalojar las
moléculas de soluto no volátiles fijadas a la fase estacionaria (ya sea ésta sólida o
líquida). Por ello, en CG, la fase móvil nointeracciona con las moléculas de analito, siendo
su función únicamente el transporte del analito a través de la columna.
* Los gases difunden entre sí mucho mejor que los líquidos, lo cual influye en la
resolución y en la velocidad de separación. Así, a velocidades de fase móvil próxima a su
valor óptimo, la cromatografía líquida proporciona mejor resolución, si bien, en CG la
velocidad óptima deflujo es del orden de 104 a 105 veces superior a la CL, con lo que
pueden obtenerse separaciones en muy poco tiempo. Por otra parte, y como consecuencia
de la mayor difusividad de los gases, el equilibrio de separación se alcanza más
rápidamente.
* Las propiedades superficiales de los líquidos también influyen sobre sus
características cromatográficas. Así, la tensión superficial de loslíquidos, y de la que
carecen los gases, se utiliza en cromatografía sobre papel y de capa fina como fuerza
impulsora de la fase móvil, lo que permite realizar separaciones sin columna. Este tipo de
separaciones no son posibles en cromatografía de gases.
* La mayor densidad de los líquidos respecto a los gases permite usar la gravedad o la
fuerza centrífuga como fuerza motriz de la fase móvil,...