UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
E.A.P. DE INGENIERIA QUIMICA SEMESTRE: VI
SECCION: A
INTEGRANTES:
LAVADO HUARCAYA Ruth
ÑAUPARI GONZALES Yordi
ROJAS MOYA, Estephany Estephany Yackelin
ANALISIS POR INSTRUMENTACION 24. CUESTIONES Y PROBLEMAS
24.1. DEFINIR a) Elución
Es un proceso en el cual las especies son lavadas a través de una columna cromatográfica por el flujo o la adición del solvente fresco. b) Fase móvil
La fase móvil en cromatografía es el que los movimientos encima o a través de una fase inmóvil que se fija en su lugar en una columna o en la superficie de una placa plana. c) Fase estacionaria
La fase estacionaria en una columna cromatográfica cr omatográfica es un sólido o líquido se fija en su lugar. La fase móvil entonces pasa encima o a través de la fase estacionaria. d) Constante de distribución La constante distribución K en cromatografía es la relación de la concentración del analito en la fase estacionaria a su concentración (actividad) en la fase móvil cuando existe equilibrio entre las dos fases. e) Tiempo de retención
El tiempo de retención para un analito es el intervalo de tiempo entre su inyección en una columna y la aparición de su pico en el otro extremo de la columna. f) Factor de retención El factor k de retención se define por p or la ecuación:
= /
son los
Donde es la constante de distribución de la especie , y volúmenes de las fases estacionarias y móviles, respectivamente. g) Factor de selectividad
El factor de selectividad α de una columna hacia las especie s A y B es dada por
fuertemente = /, donde es la constante de distribución de las especies más sostenidas y es la constante de distribución de las especies
menos fuertemente sostenidas.
h) Altura de pico
= /
La altura de la placa de una columna cromatográfica se define por la relación donde es la varianza obtenida de la Gaussiana en forma de pico cromatográfico y L es la longitud de la columna en centímetros. i)
Difusión longitudinal
Es una fuente de banda ampliar en una columna en el cual un soluto difunde desde el centro de concentración de la banda a las regiones más diluidas en ambos lados. j) Difusión aparente
Es un fenómeno en el cual las moléculas de un analito llegan al final de una columna en diferentes momentos como consecuencia de viajar a través de la columna por las vías que difieren en longitud. k) Resolución de la columna
= 2 2 / /
La resolución de una columna hacia dos especies y está dada por la ecuación donde es la distancia (en unidades de tiempo) entre los picos de las dos especies, y y son las anchuras (también en unidades de tiempo) de las cumbres en sus bases.
l) Eluyente
El eluyente en cromatografía es la nueva fase móvil que lleva el analito a través de la columna.
24.2. DESCRIBA EL PROBLEMA GENERAL DE LA ELUCIÓN
El problema general de elución surge cuando cromatogramas se obtuvieron en muestras que contienen especies ampliamente con diferentes constantes de distribución. Cuando las condiciones son tales que las bue nas separaciones de las especies más fuertemente retenidas se realizan, se observa la falta de resolución entre las especies que se encuentran débilmente. Por el contrario, cuando las condiciones son favorables que dan separaciones satisfactorias de los compuestos débilmente retenidas, banda severa ampliación y se encuentran largos tiempos de retención para las especies fuertemente unidos. El problema general de elución se resuelve a menudo en la cromatografía de líquido por gradiente de elución en cromatografía de gases y por la programación de la temperatura. 24.3. ENUMERE LAS VARIABLES QUE ORIGINAN EL ENSANCHAMIENTO DE
BANDA EN CROMATOGRAFÍA. Las variables que conducen a la zona de ensanchamiento incluyen (1) diámetro de partícula grande para fases estacionarias; (2) columna de grandes diámetros; (3) altas temperaturas (importantes solamente en GC); (4) para líquidos fases estacionarias, gruesas capas del líquido inmovilizado; y (5) caudales muy altos o muy bajos. 24.4. ¿CUÁLES
SON LAS PRINCIPALES DIFERENCIAS CROMATOGRAFÍA GAS – LÍQUIDO Y LÍQUIDO – LÍQUIDO?
ENTRE
LA
En cromatografía de gas-líquido, las fases móviles son los gases, mientras que, en cromatografía de líquidos, son los líquidos. 24.5. ¿CUÁLES
SON LAS PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE CROMATOGRAFÍA LÍQUIDO – LÍQUIDO Y LÍQUIDO – SÓLIDO?
LA
En la cromatografía líquido-líquido, la fase estacionaria es un líquido que está inmovilizado por adsorción o unión química a una superficie sólida. Los equilibrios que causa la separación son equilibrios de distribución entre dos fases líquidas inmiscibles. En la cromatografía líquido-sólido, la fase estacionaria es una superficie sólida y los equilibrios implicados son equilibrios de adsorción. 24.6. ¿QUÉ VARIABLES TIENEN MÁS PROBABILIDAD DE AFECTAR AL FACTOR
DE SELECTIVIDAD CORRESPONDIENTE A UN PAR DE ANALITOS?
Las variables que afectan el factor α selectividad incluyen la composición de la fase móvil, la temperatura de la columna, la composición de la fase estacionaria, y químicas interacciones entre la fase estacionaria y uno de los solutos están separados. 24.7. EXPLIQUE LA MANERA EN QUE SE PUEDE MANIPULAR EL FACTOR DE
RETENCIÓN DE UN SOLUTO. En GC, el factor de retención se varía mediante el cambio de la temperatura de la columna como se hace en la programación de la temperatura. En LC, las variaciones se logran mediante la alteración de la composición del disolvente como en el gradiente de elución. 24.8. DESCRIBA UN MÉTODO PARA DETERMINAR EL NÚMERO DE PLATOS DE
UNA COLUMNA. El número de placas en una columna se puede determinar midiendo el tiempo de retención y la anchura de un pico en su base . El número de placas de es entonces
tN = 16 t / W.
24.9. MENCIONE
W
DOS MÉTODOS GENERALES RESOLUCIÓN DE DOS SUSTANCIAS CROMATOGRÁFICA.
N
PARA MEJORAR LA EN LA COLUMNA
La disminución de las anchuras de los picos aumentará resolución será el aumento de la separación de los picos. El aumento de la separación se puede hacer por el alargamiento de la columna para aumentar el número de placas o el aumento de la selectividad. 24.10. ¿POR QUÉ EL MÍNIMO EN LA GRÁFICA DE LA ALTURA DE PLATO FRENTE
A TASA DE FLUJO SE ENCUENTRA A TASAS DE FLUJO MENORES EN CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS QUE EN CROMATOGRAFÍA DE GASES? Difusión longitudinal es mucho más importante en GC que en LC. Difusión longitudinal es una gran contribución a H a velocidades de flujo bajas. Los descensos iniciales de H en tramos de altura de la placa frente a la velocidad de flujo son, pues, en gran parte el resultado de la difusión longitudinal. Debido a que los coeficientes de difusión gaseosa son órdenes de magnitud más grande que los valores de líquidos, el fenómeno se hace evidente a velocidades de flujo más altas en GC que en LC. El mínimo a veces no se observa en todos en LC. 24.11. ¿QUÉ ES LA ELUCIÓN CON GRADIENTE?
La elución en gradiente es un método de llevar a cabo cromatografía de líquido en el que la composición de la fase móvil se cambia continuamente o en pasos con el fin de optimizar las separaciones. 24.12. LOS
SIGUIENTES DATOS CORRESPONDEN CROMATOGRÁFICA DE LÍQUIDOS: Longitud del relleno Tasa de flujo
A
UNA
COLUMNA
24.7 cm 0.313 mL/min 1.37 mL 0.164 mL
Un cromatograma de una mezcla de las especies A, B, C y D proporciona los siguientes datos: Tiempo de retención, min 3.1 5.4 13.3 14.1 21.6
No retenida A B C D
Anchura del pico en la base , min 0.41 1.07 1.16 1.72 1.72
Cálculos: a) El número de platos para cada pico
N = 16tR/W2 Para A, N = 16 5.4/0.412 = 2775.49 ≈ 2775 Para B, N = 16 13.3/1.072 = 2472.04 ≈ 2472 Para C, N = 16 14.1/1.162 = 2363.97 ≈ 2364 Para D, N = 16 21.6/1.722 = 2523.31 ≈ 2523 b) La media y desviación estándar de N 2775.49 2472.04 2363.97 2523.31/4 = 2533.70≈2500 N = s=200 Se emplea la siguiente ecuación: ×
×
×
×
c) La altura de plato de la columna
H=L/N cm = 0.0097 cm H = 253424.7platos Usando la ecuación:
24.13. CON LOS DATOS DEL PROBLEMA 24-12, CALCULE PARA A, B, C Y D.
a) el factor de retención Para ello usamos la siguiente ecuación:
kA = 5.4 – 3.1/3.1 = 0.74 .– . Para B: kB = . =3.3 Para C: k C = 14.1– 3.1/3. 1 = 3. 5 Para D: k D = 21.6– 3.1/3. 1 = 6. 0 Para A:
k = t tM/tM
b) La constante de distribución
K = kVM/VS K = [t tM/tM]× 1.37⁄0.164 = [t tM/tM]×8.35 Para A: 5.4 – 3. 1/3.1 ×8.35=6.2 Para B: 13.3 – 3.1/3.1 ×8.35=27 Para C: 14.1 – 3.1/3.1 ×8.35=30 Para D: 21.6 – 3.1/3.1 ×8.35=50 Para ello usamos la siguiente ecuación:
24.14. CON LOS DATOS DEL PROBLEMA 24-12, CALCULE PARA LAS ESPECIES
BYC a) La resolución Se emplea la siguiente ecuación:
R = 214.13.1 1.071.16 =0.72 b) El factor de selectividad α M =1.08 αC,B = ttBC t tM
R = [+−]
c) La longitud de columna necesaria para separar las dos especies con una resolución de 1.5.
R = N = 0.717 = √ 2534 R N 1.5 N 1. 5 N =2534× 0.717 =11090 platos L=H×N Pero H=0.0097 cm/plato Entonces: L = 0.0097×11090 = 108 cm
d) El tiempo necesario para separar las dos especies con una resolución de 1.5.
t = R = 14.1 = 0.717 t R t 1.5 1. 5 → t =14.1× 0.717 =61.7≈62min 24.15. CON LOS DATOS DEL PROBLEMA 24-12, CALCULE PARA LAS ESPECIES
CYD a) La resolución
R = [+−] → R = 214.113.3/1.071.16 =0.72 b) La longitud de columna necesaria para separar las dos especies con una resolución de 1.5
R 1. 5 N = N R =2534× 5.21 = 210 platos cm ×210platos = 2.0 cm L=H×N=0.0097 plato 24.16. CON UN CROMATOGRAFO GAS-LIQUIDOY CON UNA COLUMNA DE
RELLENO DE 40CM SE OBTUVIERON LOS SIGUIENTES DATOS:
Compuesto Aire Metilciclohexano Metilciclohexeno Tolueno
, 1.9 10.0 10.9 13.4
, 0.76 0.82 1.06
Calcule: a) El número de platos promedio a partir de los datos
N=2.7×10
b) La desviación estándar para el promedio en a)
s=100
c) La altura de plato promedio para la columna
H=0.015
24.17. EN RELACIÓN CON EL PROBLEMA 24-16, CALCULE LA RESOLUCIÓN
PARA
a) Metilciclohexano y metilciclohexeno:
R =1.1 b) Metilciclohexeno y tolueno: R =2.7 c) Metilciclohexano y tolueno: R =3.7 24.18. SI PARA LA COLUMNA DEL PROBLEMA 26.18 SON 19.6 Y 62.6 ML RESPECTIVAMENTE Y EL PICO DE AIRE NO RETENIDO APARECE DESPUÉS DE 1.9 MIN, CALCULE:
a) El factor de retención para cada compuesto:
k =4.3,k = 4.7 y k =6.1 b) La constante de distribución para cada compuesto: K = 14, K =15 y K = 19 c) El factor de selectividad para el metilciclohexano y el metilciclohexeno: α, =1.11,α, =1.28
24.19. ENUMERAR
LAS VARIABLES QUE CONDUCEN A UN (A) ENSANCHAMIENTO DE BANDA Y (B) UNA SEPARACIÓN DE BANDAS a)
Influencia del caudal de la fase móvil
Relación entre la altura del plato y las variables de la columna
Término del camino múltiple
Difusión longitudinal
b)
Velocidad lineal de la fase móvil
Coeficiente de difusión en la fase móvil
Coeficiente de difusión en la fase estacionaria
Factor de capacidad
Diámetro de la partícula de relleno
Grosor del recubrimiento líquido en la fase estacionaria
24.20. CUAL SERÍA EL EFECTO SOBRE UN PICO CROMATOGRÁFICO DE LA
INTRODUCCIÓN DE LA MUESTRA A UNA VELOCIDAD DEMASIADO LENTA? No se generaría pico o sería muy pequeño ya que el analito no alcanzaría el detector 24.21. A PARTIR DE ESTUDIOS DE DISTRIBUCIÓN DE LAS ESPECIES M Y N SE
SABE QUE SUS COEFICIENTES DE DISTRIBUCIÓN EN EL SISTEMA AGUA/HEXANO SON 6,01 Y 6,20 (K= (M)AGUA/(H)HEX.). LAS DOS ESPECIES SE SEPARAN POR ELUCIÓN CON AGUA ADSORBIDA. LA RELACIÓN VS/VMPARA EL RELLENO RESULTA SER DE 0,422. a) Calcular el factor de capacidad para cada uno de los solutos. K’ A= 6,01*0,422
K’ B= 6,20*0,422
K’ A= 2,536
K’ B= 2,616
b) Calcular el factor de selectividad.
=
= 6,6,2001 =1,031
c) ¿Cuántos platos se necesitarán para tener una resolución de 1,5?
=162∝∝11′ ′ =36∗1106,098∗1,910=76055,30
d) ¿Qué longitud de columna se necesita si la altura de plato del relleno es 2,2x10-3 cm? L=76055,30*2,2X10-3
L=N*H
L=167321,660cm
e) ¿Si se utiliza una velocidad lineal de flujo de 7,10 cm/min, qué tiempo se necesitará para eluir las dos especies?
162 ∝ 1 = ∝ 1 ′ = 0,11∗1106,09∗6,874 = 83,63 = 0,11∗1106,09∗6,90 = 84,03 = 167,69
24.22. REPETIR LOS CÁLCULOS EN EL PROBLEMA 24-21 ASUMIENDO QUE KM
= 5,81 Y KN= 6,20. a) Calcular el factor de capacidad para cada uno de los solutos. K’ A= 5,81*0,422
K’ B= 6,20*0,422
K’ A= 2, 451
K’ B= 2,616
b) Calcular el factor de selectividad.
=
= 6,5,2801 =1,067
c) ¿Cuántos platos se necesitarán para tener una resolución de 1,5?
=162∝∝11′ ′
=36∗253,6∗1,910=17437,53 d) ¿Qué longitud de columna se necesita si la altura de plato del relleno es 2,2x10-3 cm? L=17437,53*2,2X10-3
L=N*H
L=38,36cm
e) ¿Si se utiliza una velocidad lineal de flujo de 7,10 cm/min, qué tiempo se necesitará para eluir las dos especies?
162 ∝ 1 = ∝ 1 ′ = 0,11∗253,6 ∗6841 = 190,84 = 0,11∗1106,09∗6,90 = 84,03 = 274,87
24.23. Las áreas del pico obtenidas por cromatografía de gases para una mezcla
de acetato de metilo, propionato de metilo, y n-butirato de metilo fueron 17.6, 44.7, y 31.1, respectivamente. Calcular el porcentaje de cada compuesto si las respectivas respuestas de detección relativas fueron 0.65, 0.83 y 0,92. Área de pico, cm2
Factor de respuesta relativa
Área x F
Acetato de metilo
17,6
0,65
11,44
Propionato de metilo
44,7
0,83
37,10
n-butirato de metilo
31,1
0,92
28,61 77,15
% acetato de metilo = (11,44/77,15) x 100 = 14,8 % propionato de metilo = (37,10/77,15) x 100 = 48,1 % n-butirato de metilo = (31,1/77,15) x 100 = 37,1
24.24. A CONTINUACION SE DAN LAS ÁREAS RELATIVAS PARA LOS CINCO
PICOS DE LA FIGURA 24-13, OBTENIDAS POR CORMATOGRAFIA DE GASES. TAMBIÉN SE INDICAN LAS RESPUESTAS RELATIVAS DEL DETECTOR PARA LOS CINCO COMPUESTOS. CALCULE EL PORCENTAJE DE CADA COMPUESTO EN LA MEZCLA. Compuesto 1 2 3 4 5
Área relativa, de pico 27.6 32.4 47.1 40.6 27.3
Respuesta relativa, del detector 0.70 0.72 0.75 0.73 0.78
1 × = 27.6 ×0.70 = 19.32 2 × = 32.4 ×0.72 = 23.33 3 × = 47.1 ×0.75 = 35.33 4 × = 40.6 ×0.73 = 29.64 5 ×=27.3×0.78=21.2 =128.91 Hallando el porcentaje de cada compuesto de la mezcla ××100=14.99 % 1 = 1 ××100=18.10 % 2 = 2 ××100=27.40 % 3 = 3 ××100=22.99 % 4 = 4 ××100=16.52 % 5 = 5 TOTAL= 100.00
26.
CUESTIONES Y PROBLEMAS
26.1. Enumere los tipos de sustancias en los cuales son más aplicables los siguientes métodos de cromatografía: a) Gas – líquido Especies que son un poco volátiles y térmicamente estables. b) Absorción de líquidos No polares compuestos orgánicos de bajo peso molecular y especies orgánicas particularmente isómeros. c) Reparto líquido – líquido Especies moleculares que son permanentes o térmicamente inestables. d) Reparto en fase inversa Especies orgánicas de bajo o moderado peso molecular, no volátiles o térmicamente inestables. e) Intercambio iónico Sustancias que no son iónicas. f) Penetración en gel Compuestos de altos pesos moleculares que son solubles en disolventes no polares. g) Gas – sólido Gases de bajo peso molecular no polares. h) Filtración sobre gel Compuestos hidrofílicos de alto peso molecular. i) Pares iónicos Iones orgánicos e inorgánicos pequeños.
26.2. Describa tres métodos generales para mejorar la resolución en la cromatografía de reparto.
Tres métodos para mejorar la resolución incluyen:
kA kB
y mediante el empleo de una fase móvil de múltiples (1) Ajuste de componentes y la variación de la revuelta de los disolventes de encontrar una mezcla óptima. (2) Variación en la composición química del sistema solvente de manera tal que α más grande. (3) Empleando un relleno diferente en que α es mayor.
26.3. Explique una forma de modificar el factor de retención de un soluto en la cromatografía de reparto. En cromatografía de reparto, k es variada convenientemente usando un sistema componente solvente de dos (o más) y variando la proporción de los solventes.
26.4. ¿Cómo se puede modificar el factor de selectividad en a) la cromatografía de gases y b) la cromatografía de líquidos? (a) en cromatografía de gases, α es generalmente variada variando la columna del relleno. (b) (b) en LC, columna del relleno y composición química de la fase móvil pueden variar para producir mejores valores α.
26.5. Al preparar un gradiente con hexano – acetona para una columna de HPLC rellena de alúmina, ¿es deseable aumentar o disminuir la proporción de hexano a medida que progresa la elución en la columna? En cromatografía de adsorción con un relleno de alúmina, es generalmente mejor aumentar la polaridad de la fase móvil a medida que avanza la elución. Así la proporción de acetona con el hexano debe aumentarse a medida que avanza la elución.
26.6. Definir los siguientes términos: a) Difusor : Un difusor es un dispositivo, generalmente una superficie (por ejemplo, un revestimiento), que distribuye el sonido que incide sobre el mismo, en el espacio y en el tiempo b) Elución isocrática: En una elución isocrática, la composición solvente se mantiene constante a lo largo de la elución. c) Elución con gradiente: En una gradiente elución, se utilizan dos o más solventes y la composición de la fase móvil va cambiando continuamente o en pasos a medida que avanza la separación.
d) Inyección con parada de flujo: En una inyección de flujo detenido, se detiene el flujo de disolvente, se elimina un accesorio a la cabeza de la columna, y la muestra se inyecta directamente en la cabeza de la columna. El accesorio se sustituye a continuación, y el bombeo se reanuda e) Relleno pelicular: El relleno pelicular consiste de bolillas esféricas, no porosas, de vidrio o polímero, con diámetros típicos de 30 a 40 um. Para algunas aplicaciones, se aplica un recubrimiento adicional, que consiste de una fase estacionaria líquida que se mantiene adsorbida. f) Ensanchamiento extracolumna: El ensanchamiento extracolumna se presenta cuando el soluto se transporta a través de tubos abiertos como los que se utilizan en los sistemas de inyección, en la región de los detectores y en los tubos que conectan los distintos componentes del sistema. g) Relleno de fase inversa: Un relleno de fase inversa es un relleno no polar que se emplea en cromatografía de partición con una fase móvil relativamente polar. h) Relleno de fase normal: En un relleno de fase normal, la fase estacionaria es polar y la fase móvil es relativamente no polar i) Detector de propiedades de la disolución: Un detector de propiedad de la solución responde a alguna propiedad de la fase móvil (tales como la conductividad térmica o eléctrica) que se ve alterada por la presencia de analitos. j) Detector de propiedades del soluto : Un detector de propiedad del soluto responde a alguna propiedad de analitos, tales como la absorción o fluorescencia
26.7. ¿Qué se entiende por intervalo de respuesta lineal de un detector? El rango de respuesta lineal de un detector es el rango de concentración de analito o masa sobre el cual el detector responde linealmente. Es el mismo que el rango dinámico.
26.8. ¿Qué es la precolumna en la cromatografía de reparto? Para aumentar la vida de la columna analítica, se coloca unapre columnaque elimina no solo la materia en suspensión y los contaminantes de los solventes, sino también los componentes de la muestra que se unen de manera irreversible a la fase estacionaria.
26.9. ¿En qué se parecen la cromatografía de reparto en fase normal y la cromatografía de adsorción?
La cromatografía de reparto en fase normal y la cromatografía de adsorción son similares en el sentido que las fases estacionarias en ambos son polares, mientras que las fases móviles son relativamente no polares.
26.10. Enumerar las características deseables para un detector de HPLC. 1. Debe tener un volumen interno mínimo con el fin de reduciré el ensanchamiento de banda y ser compatible con el flujo de líquidos. 2. Absorbancia. 3. Fluorescencia 4. Electroquímica 5. Índice de refracción 6. Conductividad 7. Espectrometría de masas 8. IR de transformada de Fourier 9. Dispersión de la luz 10. Actividad óptica 11. Selectivo a elementos 12. Fotoionización.
26.11. Describir algunas técnicas que se utilizan para acoplar un cromatógrafo de líquidos con un espectrómetro de masas. Recipientes para la fase móvil y sistemas para el tratamiento de los disolventes
Un aparato moderno de HPLC se equipa con uno o más recipientes de vidrio o de acero inoxidable, cada uno de los cuales contiene unos 500 mL de un disolvente. Los recipientes a menudo se equipan con un sistema para eliminar los gases disueltos -en general oxígeno y nitrógeno- que interfieren formando burbujas en los sistemas de detección. S is temas de bombeo
Los requisitos para un sistema de bombeo en HPLC son rigurosos e incluyen: (1) La generación de presiones por encima de 400 kg/cm2, (2) un flujo libre de pulsaciones, (3) un intervalo de caudales de 0.1 a 10 mL/min, (4) el control y reproducibilidad del caudal mejor del 0,5% relativo y (5) componentes res istentes a la corrosión (juntas de acero inoxidable o teflón). Debe subrayarse que las altas presiones que generan las bombas de HPLC no constituyen un riesgo de explosión, debido a que los líquidos no son muy compresibles. A mortig uadores de puls os 4. Cromatog rafía de líquidos de alta res olución
Muchos de los detectores utilizados en HPLC son sensibles a variaciones de flujo. Un método sencillo de amortiguación contiene un fuelle flexible o un gas compresible en la porción superior cerrada de un tubo en T para absorber parte de la energía de pulsación. Cuando la bomba se rellena esta energía se libera para ayudar a suavizar la pulsación de presión.
26.12. Enumerar las distintas propiedades y funciones de la fase móvil en la cromatografía de gases y la de líquidos. ¿Cómo influyen esas diferencias en las características de los dos métodos? Fase móvil en cromatografía de gases:
Es habitual
Utiliza una fase estacionaria polar y una móvil no polar.
Utiliza disolventes polares
Fase móvil en cromatografía de líquidos:
Es un solvente líquido, el cual puede ser puro o una mezcla de solventes. El tiempo de retención aumenta con la adición de disolvente polar a la fase móvil y disminuye con la introducción de disolventes más hidrofóbicos. El líquido, se obliga a pasar a través de él, por efecto de la gravedad.
En la cromatografía de gases la elución se produce por el flujo de una fase móvil de gas inerte. A diferencia de la cromatografía de líquidos, la fase móvil no interactúa con las moléculas del analito; su única función es la de transportar el analito a través de la columna.
26.13. En una columna de reparto en fase normal, se encuentra que un soluto tiene un tiempo de retención de 29,1 min, mientras que una muestra no retenida tiene un tiempo de retención de 1,05 min cuando la fase móvil es un 50% en volumen de cloroformo y un 50% en n-hexano. Calcular (a) K’ para el soluto y (b) una composición de disolventes que condujera a un valor de k’ por
debajo de 10.
2 = 10(−) ….1 1 2 Donde P1’ Y P2’ son los índices de polaridad de cloroformo y n -hexano,
respectivamente.
= − …2 1 = 29,12,05 1,05 =26,7 b) Usando la Ecuación: ′ = ∅ ′ ∅ ′ …3 ′ =0,50×4,10,50×0,1=2,10 a) Usando la Ecuación:
= 10,−/2 , ′ =2×0,4272,1=2,95
Sustituyendo en la Ec. (1):
Sustituyendo P’2 por P’AB en la ecuación (3) da:
∅ ∅ = 1,00
2,95=∅∅×0,1
Donde A+
1 =0,712 ∅ = 2,950, 4,0
Así la mezcla deber ser CHCl3 el 71% y 29% n- haxano.
26.14. La mezcla de disolventes del problema 26-13 no proporciona una separación satisfactoria de los dos solutos. Sugerir cómo se podría modificar la fase móvil para mejorar la resolución. La fase móvil se podría mejorar aumentando el volumen del n- hexano, ya que de esta manera se podrá obtener una resolución mucho más equilibrada.
26.15. Sugerir que tipo de cromatografía líquida que fuera adecuado para la separación de:
a) Cromatografía en fase inversa y de adsorción. b) Cromatografía de fase reversa c) Cromatografía en plano bidimensional d) Cromatografía de pares iónicos e) Cromatografía de exclusión molecular
26.16. ¿Qué es una columna supresora y que emplea? Es una columna que reduce la elevada conductividad del eluyente colocada después de la columna analítica de intercambio iónico. Emplea una segunda resine de intercambio iónico, que convierte eficazmente los iones del disolvente en especies moleculares poco ionizadas.
26.17. En una una columna de gel de sílice, se encuentra que un compuesto tiene retención de 28 min cuando la fase móvil es tolueno. ¿Qué disolvente de tetracloruro de carbono o cloroformo, sería más probable que acortase el tiempo de retención? Justifique su respuesta El cloroformo, porque se trata de una fase normal puesto que el gel de sílice es polar y el tolueno es una fase móvil no polar, la adición de un compuesto levemente más polar a la fase móvil, esto hará que se aumente la movilidad.
26.18. En una separación en fase normal, predecir el orden de elución de: (a) n-hexano, n-hexanol, benceno (b) Acetato de etilo, dietiléter, nitrobutano
(a) Hexano - Benceno – n-Hexanol. (b) Dietiléter – Acetato de etilo – Nitrobutano.
26.19. Para una separación de fase inversa, predecir el orden de elusión de los solutos del problema 18. (a) N-Hexanol – Benceno – Hexano. (b) Nitrobutano – Acetato de etilo – Dietiléter.
26.20. Estimar la constante de distribución de los compuestos B y C en la figura 28-27, si el volumen de retención para el compuesto A es 5.1 ml y para el compuesto D es de 14.2 ml.
= = .. K= 0.359
26.21. ¿Qué es un cromatograma de masas y como se obtiene? Gráfica de picos obtenida por la medición de iones derivados de moléculas.