COLUMNAS CAPILARES Y SU IMPACTO EN LA

CROMATOGRAFÍA DE GASES

Integrantes:

• Huesca Javier

• Polanco Esteban

• Ramírez Melissa

• Rivero Laura

• Santos Elisa

Columnas que se emplean en cromatografía de gases

Tipo de columnas Columnas Capilares o tubulares abiertas

Columnas empacadas

Material Sílice fundida bastante pura (flexibilidad y

resistencia)

Tubos de vidrio o de metal

MedidasDiámetro interno 0.1-0.5

mm. 2 - 3m

Generalidades

• Cubierta con una capa protectora de poliimida.

• Baja reactividad ante componentes de la muestra.

• Mejor resolución , alta sensibilidad y menor tiempo de análisis.

• El empaque sirve para fijar la fase estacionaria líquida para aumentar el área superficial.

• Soporte idóneo formado de pequeñas esferas.

• Se trata con dimetilclorosilano.

• Separa muestras grandes .1

Columna capilar

Columna empaquetada

Columnas y la fase estacionaria

•Columnas empaquetadas: Sobre las partículas de un soporte adsorbente (material poroso).

•Columnas capilares: Sobre las propias paredes del propio tubo.

Columnas capilaresTubo con un diámetro entre 0.2 y 0.8 mm en cuya pared se dispone la fase estacionaria.

Según sea la forma en que se dispone la fase estacionaria sobre la pared del tubo se distinguen 2 tipos de columna capilar:

•Columna WCOT: La fase estacionaria se encuentra formando una película líquida directamente sobre las paredes de la columna.

•Columna SCOT: La fase estacionaria esta impregnada a un soporte adsorbente.

Tipos de columnas tubulares abiertas

La permeabilidad de las columnas tubulares hacia los gases es mayor que la de las columnas empaquetadas.

La fase estacionaria

•Tiene un papel fundamental

•Los conceptos de selectividad y polaridad de la fase estacionaria son muy prácticos para seleccionar fases estacionarias.

Propiedades necesarias para una fase estacionaria

• Rango de temperatura de utilización lo más amplio posible ( entre -60 y 400° C)

• Baja volatilidad

• Térmicamente estable

• Químicamente inerte

• Selectiva a los compuestos a separar

Tipos de fase estacionariaPolisiloxanos:

Grupo de fases estacionarias de más amplia utilización debido a su elevada estabilidad térmica y a la posibilidad de modificar químicamente la estructura de la base para obtener fases con diferentes polaridades y selectividades.

Donde R puede ser: Metilo, vinilo, fenilo, 3,3,3-trifluoropropilo, cianoetilo, etc.

Polietilenglicoles

Son fases estacionarias muy útiles para la separación de compuestos polares y con posibilidades de formación de enlaces de hidrógeno.

Este tipo de fases se preparan por polimerización del óxido de etileno, lo que da la siguiente estructura:

El principal inconveniente de este tipo de fase estacionaria es su facilidad de oxidación.

Tipos de fase estacionaria

Ventajas de la fase estacionaria

•Se pueden lavar con un solvente para limpiar los residuos de muestras.

•Son estables a inyecciones con solventes orgánicos.

•Aditivos agregados al recubrimiento representan ventajas en las fases estacionarias no polares.

•Son inertes y no sangran por el entrecruzamiento que disminuye la presión de vapor.2

•La introducción de silicón permitió incrementar la temperatura en los estudios debido a su alta estabilidad térmica.

•Una fase inmovilizada (con una segunda polimerización) y la fase adherida (con uniones entre la fase estacionaria y la superficie de grupos silanol en el tubo) pueden tolerar la inyección de volúmenes grandes.

•Los usuarios solamente ordenan por catálogo las columnas.

•Inicialmente:

•los volúmenes de los detectores de conductividad térmica eran demasiado grandes, por lo que se diseñó un detector de micro-conductividad térmica.

•Limitaciones de las columnas: irregularidad de la superficie interior del tubo se requería una fase estacionaria gruesa debido a la actividad de la superficie del metal.

Desventajas de la fase estacionaria

• En columnas de acero inoxidable, el tubo debía ser limpiado antes de añadirle la fase estacionaria se necesitaban hasta cinco lavados con disolventes.

• Sólo podía adivinarse el grosor de la fase estacionaria antes de la introducción de la técnica de recubrimiento estático.

• Se necesitó un material más inerte que el acero inoxidable. Era difícil de recubrir, tenía limitaciones de temperatura y corta vida.

• El uso del plástico resultó poco usado por sus limitaciones de temperatura, difícil recubrimiento y vida corta.

• Columnas de cobre recubierto con escualeno: El tiempo de vida era de 7 meses aprox.

•La fase estacionaria debe ser soluble para poder realizar el recubrimiento Mientras mayor sea el peso molecular de ésta, más difícil será introducirla en la columna.

•El espesor de la película de recubrimiento depende de las condiciones de revestimiento y no puede ser establecido fácilmente.

Conclusiones

•Todos los avances han sido en función de mejorar la selectividad, eficiencia, resolución y sensibilidad de las columnas para CG.

•El diámetro de la columna afecta su eficiencia, retención, presión, velocidad de flujo y capacidad.

•Su longitud afecta la eficiencia, retención (tiempo de análisis) y presión.

•El espesor de película afecta a la retención, resolución, sangrado, inercia y capacidad de una columna de CG.

ConclusionesInicialmente

•Las columnas de acero inoxidable dejaron de usarse debido a que no eran lo suficientemente inertes ni fácilmente recubiertas.

•Las columnas de plástico, a pesar de ser más inertes que las de acero, resultaron poco útiles.

•Las columnas de vidrio eran más frágiles y necesitaban tratarse antes de recubrirse.

•Las fases inmovilizadas y adheridas resolvieron varios de estos problemas.

•Lo siguiente es continuar estudios para miniaturizar las columnas y acelerar las separaciones.

Conclusiones

Actualmente:

•Las columnas sólido-gas (PLOT) sirven para la separación de solutos muy volátiles a temperatura ambiente.

•Columnas GC/MS de bajo sangrado sirven para un amplio rango de muestras, dan un bajo sangrado y alta inercia.

•Columnas de polixosano son estables, sólidas y se encuentran con una gran variedad de fases estacionarias.

•Columnas de polietilenglicol tienen características de fase únicas.

Referencias

1. Skoog, D.; West, D.; Holler, J.; Crouch, S.; Química Analítica; 7ª ed; McGRAW-HILL; México 2003; pp. 693- 694.

2. Barquero, M. Principios y aplicaciones de la cromatografía de gases. Ed, UCR. Costa Rica. 2006. pp 18-19

3. Agilent Technologies Inc. Guía de selección de columnas Agilent J&W para GC. Agilent Tecnologies: Alemania, 2007.

4. Ettre, L. S. Evolution of Capillary Columns for Gas Cromatography. Milestones in Chromatography. No. 1. Vol. 19. 2001.