La cromatografía de gases consiste en volatilizar una muestra e inyectarla en una columna cromatográfica. La fase móvil no interactúa con las moléculas del analito sino que lo transporta a través de la columna.
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Cromatografía de gas líquido (GLC): esta es la que más se utiliza. La fase estacionaria son moléculas de líquido que están inmovilizadas sobre una superficie inerte.
El volumen a inyectar depende de las características de la columna empleada. Si es rellena se inyectan unos 20 pico litros y solo 1 pico litro si son columnas capitales.
Si son muestras sólidas se las agrega en forma de disolución ya que el disolvente se pierde cuando ingresa a la cámara de vaporización instantánea.
De acuerdo a las curvas de Van Demter, el gas más adecuado para usar en la columna cromatográfica es el hidrógeno. Este gas es el mejor portador pero se debe tener cuidado con el uso de este debido a que puede provocar incendios fácilmente.
Las SCOT tienen en su interior una fina capa de material absorbente.
Las WCOT tienen una mayor capacidad de carga por lo que es posible que lleven mayor cantidad de fase estacionaria. Así las WCOT tienen mayor eficacia que las SCOT.
Las columnas de cromatografía más utilizadas en la actualidad son las capilares
Polidimetilsiloxano: es una fase no polar que se usa especialmente para hidrocarburos, aromáticos, drogas, polinucleares, PCB y esteroides.
Poli(fenilmetildifenil)siloxano: se usa para ésteres metílicos de ácidos grasos, drogas, alcaloides y compuestos halogenados.
Poli(fenilmetil)siloxano: su uso se destina a esteroides, drogas, glicoles y pesticidas.
Poli(trifluoropropildimetil)siloxano: muy usado en nitroaromáticos y bencenos alquilsustituidos.
Polietilenglicol: muy útil para compuestos polares, glicoles, alcoholes, aceites esenciales y éteres.
Poli(dicianoalildimetil)siloxano: usados para ácidos libres , ácidos grasos poliinsaturados y alcoholes.
La elección del gas depende del tipo de detector, la columna depende de la polaridad de los compuestos que se deseen separar y el detector depende del tipo de compuesto que se desea detectar.
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Contenido
Tipos de cromatografía de gases
Cromatografía de gas sólido (GSC): en esta técnica la fase estacionaria es sólida y la retención de los analitos ocurre mediante un proceso de adsorción. Esta cromatografía tiene una aplicación muy limitada porque la retención del analito en la superficie es semipermanente. Solo sirve para separar gases de bajo peso molecular.Cromatografía de gas líquido (GLC): esta es la que más se utiliza. La fase estacionaria son moléculas de líquido que están inmovilizadas sobre una superficie inerte.
Historia
La cromatografía de gas en estado sólido fue desarrollada por Fritz Prior en el año 1947. Esto se consiguió gracias a las bases sentadas por los estudios de Archer John Porter Martin donde desarrollaba la cromatografía líquido-líquido y de papel. En 1950 nación la técnica de cromatografía de líquido gas.Componentes de la cromatografía de gases
Gas portador
El gas portador cumple dos funciones: la primera es transportar los componentes de la muestra y crear una matriz que sea útil para el detector.- Requisitos del gas portador
- Debe ser inerte para que no interaccione con la muestra ni con la fase estacionaria
- Debe minimizar la difusión gaseosa
- Sea compatible con el detector que se utilizará
- Que sea puro y fácil de encontrar
- Debe ser económico
Sistema de inyección de muestra
La inyección de la muestra es una de las partes críticas del proceso. Debe inyectarse la cantidad justa y de forma rápida para evitar que las bandas de salida se ensanchen. Por lo general, se utiliza una microjeringa para agregar el analito en la cámara de vaporización instantánea. Esa cámara se encuentra a una temperatura mayor a los 50° C del punto de ebullición del componente menos volátil.El volumen a inyectar depende de las características de la columna empleada. Si es rellena se inyectan unos 20 pico litros y solo 1 pico litro si son columnas capitales.
Si son muestras sólidas se las agrega en forma de disolución ya que el disolvente se pierde cuando ingresa a la cámara de vaporización instantánea.
De acuerdo a las curvas de Van Demter, el gas más adecuado para usar en la columna cromatográfica es el hidrógeno. Este gas es el mejor portador pero se debe tener cuidado con el uso de este debido a que puede provocar incendios fácilmente.
Las columnas cromatográficas
En la cromatografía de gases se utilizan tipos de columnas, las de relleno y las tubulares abiertas también conocidas como capilares. La longitud de estas columnas varía entre los 2 y 60 metros y se encuentran enrolladas con una longitud total de 10 o 30 cm.Columnas de relleno
Las columnas empacadas o de relleno son tubos de metal o teflón que tienen una longitud de 2 a 3 metros y un diámetro interno de 2 a 4 milímetros. Para poder introducirla en el horno se enrollan. A menor tamaño de la columna, mayor es la eficacia.Columnas capilares
Existen dos tipos de columnas capitales, las de pared recubierta (WCOT) y las de soporte recubierto (SCOT). La WCOT son tubos capitales que tienen la pared interna recubierta de una fina capa de fase estacionaria.Las SCOT tienen en su interior una fina capa de material absorbente.
Las WCOT tienen una mayor capacidad de carga por lo que es posible que lleven mayor cantidad de fase estacionaria. Así las WCOT tienen mayor eficacia que las SCOT.
Las columnas de cromatografía más utilizadas en la actualidad son las capilares
La temperatura
La temperatura es una variable crítica a controlar porque de ella depende la separación de los analitos. Debe tener una precisión de décimas. Esta temperatura depende del punto de ebullición del analito y también de la máxima temperatura que la columna soporta. La idea es partir de la temperatura de ebullición del analito que tiene un menor punto de ebullición y partir de allí, ir aumentando.Detectores
El detector determina cuándo el analito salió por el final de la columna.- Características de un buen detector
- Sensibilidad: debe ser preciso a la hora de determinar cuándo sale el analito y cuándo sale solo el gas. Una buena sensibilidad se encuentra entre 10-8 y 10-15 g/s de analito.
- El tiempo de respuesta debe ser corto e independiente de la cantidad de salida
- Debe tener una respuesta lineal al analito
- Debe ser fiable y de manejo sencillo
- Debe tener una respuesta semejante para diferentes analitos
- A cantidades iguales de analito debe tener señales de salida iguales
- Amplio grado de temperaturas de trabajo
- Tipos de detectores
- Detector de conductividad térmica (TCD, Thermical Conductivity Detector)
- Detector de captura de electrones (ECD, Electrón-Capture Detector)
- Detector de ionización de llama (FID, Flame Ionization Detector)
- Detector de emisión atómica (AED, Atomic Emission Detector)
- Detector termoiónico (TID, ThermoIonic Detector)
Fase estacionaria
- Propiedades de una fase estacionaria líquida inmovilizada:
- Características de reparto adecuados al analito
- Baja volatilidad. Como mínimo el punto de ebullición de la fase estacionaria debe ser de 100° C mayor que la máxima temperatura que alcanza el horno
- Estabilidad térmica. No debe descomponerse durante la elución
- Baja reactividad
Fases estacionarias más comúnmente usadas
Para elegir la fase estacionaria hay que tener en cuenta la polaridad del analito. A mayor polaridad del analito, mayor debe ser la polaridad que la fase estacionaria debe tener.Polidimetilsiloxano: es una fase no polar que se usa especialmente para hidrocarburos, aromáticos, drogas, polinucleares, PCB y esteroides.
Poli(fenilmetildifenil)siloxano: se usa para ésteres metílicos de ácidos grasos, drogas, alcaloides y compuestos halogenados.
Poli(fenilmetil)siloxano: su uso se destina a esteroides, drogas, glicoles y pesticidas.
Poli(trifluoropropildimetil)siloxano: muy usado en nitroaromáticos y bencenos alquilsustituidos.
Polietilenglicol: muy útil para compuestos polares, glicoles, alcoholes, aceites esenciales y éteres.
Poli(dicianoalildimetil)siloxano: usados para ácidos libres , ácidos grasos poliinsaturados y alcoholes.
Usos de la cromatografía de gases
La cromatografía de gases es muy útil para separar mezclas orgánicas complejas y sistemas bioquímicos. Es un método muy bueno para determinar cualitativa y cuantitativamente los componentes de una muestra.Técnicas
La puesta en marcha de las técnicas dependerá de las condiciones de la columna (fase estacionaria) con respecto al equipo. La elección de la técnica apropiada se obtiene mediante prueba y error. Es un proceso que lleva muchas horas.La elección del gas depende del tipo de detector, la columna depende de la polaridad de los compuestos que se deseen separar y el detector depende del tipo de compuesto que se desea detectar.
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