Cromatografía de Gases - Centro de Tecnologías para el ...blogceta.zaragoza.unam.mx/fisico-qa/wp-content/... · Para el análisis de compuestos orgánicos volátiles en muestras

PARTE C

Dr. Juan Carlos Vázquez Lira

Enero 2020

MUESTRA VOLATILIZACIÓN

La elución se produce por flujo de la fasemóvil que se compone de un gas inerte, elgas no interactúa con la muestra, su únicafunción es transportar los analitos a travésde la columna

Con relación a la fase estacionaria lacromatografía de gases se divide en:

➢Cromatografía gas-sólido (GSC)

➢Cromatografía gas-líquido (GLC)

En la GSC la fase estacionaria es un sólido(polímeros o tamices moleculares) y suprincipal aplicación es la separación deespecies gaseosas de bajo peso molecular

SO2, NOx, CO, CO2, CH4

La GLC se basa en la distribución delanalito entre la fase móvil gaseosa y unafase líquida inmovilizada sobre la superficiede un sólido inerte

Cromatografía gas-líquido (GLC)Aún cuando los principios generales sonaplicables a esta cromatografía, es necesariotener en cuenta los efectos de presión ytemperatura, por esto ocasionalmente sedebe utilizar el volumen de retención comoparámetro cualitativo

VR = tR FC VM = tM FC

FC es el flujo o caudal promedio en lacolumna, el cual no se puede medirdirectamente, solo se puede determinar a lasalida de la columna

Tanto VR como VM dependen de la presión promedio de la columna

El caudal promedio es :

TC (P - PH2O)

FC = FM x --------- x -------------

T PTc es la temperatura de la columna en Kelvin. Tes la temperatura ambiente, FM es el caudalmedido y P es la presión del gas a la salida dela columna, generalmente presión ambiente

Dr. Juan Carlos Vázquez Lira UNAM FES Zaragoza 6

Equipo

Equipo de cromatografía de gases

☯Gas de acarreador

☯Controladores de flujo

☯Inyectores

☯Columnas

☯Detectores

☯Sistema de datos

Gas acarreador*Portador o fase móvil, es el que transporta a los

compuestos a través de la columna.

*Químicamente inerte, puro (>99%), seco*Se aconseja colocar un filtro de carbón activo y una trampa para

humedad antes de la entrada del gas al instrumento.

*El tipo de gas acarreador depende de la velocidad requeridapara el análisis y el tipo de detector a emplear.

*Los más utilizados He, Ar, N2, H2 o una mezcla argón con 5% de metano.

*Debe ser capaz de minimizar la difusión gaseosa

Gas acarreador

•Fácilmente disponible y puro

•Económico

•Adecuado al detector a utilizar

Se debe elegir entre optimizar la eficiencia dela columna o el tiempo de análisis

En una determinada columna, el gas portadorde mayor peso molecular generará másplatos teóricos

Gas acarreador

*Con ciertos tipos de columnas y detectores serequiere el uso de un gas “make-up”.

*El “make-up”, es un gas de arrastre adicionado alefluente de la columna antes de que pase al detector.

*Los caudales utilizados en las columnas empacadasoscila entre 25 y 90 mL/min y de 1 a 2 mL/min en lascapilares.

Gas complemento

Equipo

Equipo

Equipo

Equipo

Control de Flujo Control de inyección

Columnas Cromatográficas

Columna Empacada Columna Capilar

Para una mejor eficiencia de la columna, lamuestra debe ser de un tamaño adecuado yser introducida como un tapón, la inyecciónlenta y/o muestras demasiado grandesprovoca un ensanchamiento de las bandas ymala resolución

Sistema de inyección

El método más común de inyección es através de una microjeringa para inyectarmuestras líquidas o gaseosas a través de undiafragma o septum de goma o silicona, enuna cámara de vaporización situada en lacabeza de la columna.


1. Inyección directa

2. Inyección de Split

3. Inyección de Splitless

4. Inyección on column

5. Headspace

6. Purga y trampa

La temperatura de la cámara de vaporización debeestar 50oC más alta que el punto de ebullición delcomponente más volátil de la mezcla de analitos


La temperatura del sistema de inyeccióntambién juega un papel importante, si latemperatura es muy baja se tendrá unavaporización incompleta. Si la temperatura esdemasiado alta puede haber descomposición ocambios en la muestra.

Consideraciones a tener en cuenta

-Tamaño de la muestra

-Temperatura del sistema de inyección



En el puerto de inyección se lleva a cabo la introducción de la muestra

El modo estándar es la inyección

directa, la muestra es inyectada

con una jeringa a través de un

septum de goma a un alineador de

vidrio donde es vaporizada y

transportada por el gas al interior

de la columna.

El bloque de inyección, se

mantiene a una temperatura tal

que permita convertir

prácticamente de forma

instantánea la muestra líquida en

un tapón de vapor.

Existen jeringas especiales para

muestras gaseosas. También se

puede emplear un lazo o bucle

para incoporar las muestras

gaseosas al flujo de gas portador


http://oncampus.richmond.edu/academics/a&s/chemistry/CMoR/info/ModAdd/GC/main.htm

Para conseguir un volumen de muestrapequeño necesario para una columna capilar(alrededor de 0,005 microlitros no se puedeemplear inyección directa.

Con este objeto se emplea un sistema condivisor de flujo en una relación fija yconstante, se puede obtener la relación pormedida directa de flujos a una temperatura ypresión dada


Con división-sin división

“Split” “Splitless”

Modo con división – para analitos en concentraciones altasModo sin división – para analitos en concentraciones traza

Con división-sin división

Para el análisis de compuestos

orgánicos volátiles en muestras

sólidas y líquidas, se han

desarrollado algunas técnicas

auxiliares:

Espacio de cabeza (Head space)

Purga y trampa (Purge and

trap)


http://oncampus.richmond.edu/academics/a&s/chemistry/CMoR/info/ModAdd/GC/main.htm

Se analiza la fase de vapor en

equilibrio termodinámico con la

muestra en un sistema cerrado.

Para ello se procura un equilibrio

estable, mediante el control de la

temperatura del vial que contiene

la muestra.

Posteriormente, se arrastra la

fase vapor al interior del

cromatógrafo.

T equilibrioGas portador A la columna

Sistema de inyección (Head space)

Es aplicable solo a muestras líquidas.

Consiste en la continua renovación del gas en equilibrio con lamuestra, con lo que se consigue el desplazamiento dinámico de loscompuestos volátiles de la muestra líquida a la fase gaseosa.

Los vapores se arrastran a una trampa donde quedan retenidos y sevan concentrando.

Finalizado el proceso se calienta la trampa y se arrastran los vaporesal interior del cromatógrafo.

T

1) Gas portadortrampa

T baja

T

2) Gas portadortrampa

T alta

A la columna

Sistema de inyección (Purge and Tramp)


Columnas

Es el lugar donde ocurre la separación.

Se dice que es el corazón de un cromatógrafo.

Los materiales con los cuales generalmente sepueden elaborar las columnas son: cobre,aluminio, acero inoxidable, vidrio ó teflón.

El relleno puede ser un sólido, ó un líquidorecubriendo un sólido

Columnas

En cromatografía de gases hay dos tipos de columnas:

Las empacadas o de relleno y las tubulares abiertas ocapilares

COLUMNAS DE RELLENO

Las columnas de relleno se fabrican con tubos de vidrio,acero inoxidable, cobre o teflón con una longitud de 2 a3 m y DI de 2 a 4 mm.

Estos tubos se empaquetan densamente con un materialde relleno sólido, finamente dividido y homogéneo quese recubre con una capa delgada 0,05 a 1 mm de la faseestacionaria líquida

Columnas

COLUMNAS CAPILARES O TUBULARES

Las columnas capilares o capilares abiertas, son dedos tipos básicos:

➢Capilares de pared recubierta (WOCT)

➢Capilares de soporte recubierto (SCOT)

Las WOCT son simplemente tubos capilares conpared interna con una fina película de faseestacionaria

En las SOCT la superficie interna del capilar estárevestida con una fina capa de soporte.

Columnas

Con el objeto de introducirlo en el horno termostatizado lostubos se fabrican en forma helicoidal

Los pasos necesarios para seleccionar adecuadamente unacolumna son:

a. Escoger el material de la columna

b. Tipo de columna a emplear

c. Dimensiones de la columna

d. Selección de la fase estacionaria y soporte

Columnas

Clasificación:

•Empacadas

•Analítica

•Preparativas

•Capilares

•W.C.O.T. (Wall Coated Open Tubular)

•S.C.O.T. (Support Coated Open Tubular)

•FSWCOT (Fused Support Wall Coated Open Tubular)

•PLOT (Porous Layer Open Tubular)

Columnas

- P.L.O.T. (Porous layer Open Tubular)

- W.C.O.T. (Wall Coated Open Tubular)

Columnas

◼ F.S.O.T. (Fused Silica Open Tubular)

◼ S.C.O.T. (Support Coated Open Tubular)

Columnas

Las nuevas columnas WCOT, que se introdujeron en 1979son columnas tubulares abiertas de sílice fundida, llamadasFSWCOT

Los capilares de sílice fundida se fabrican a partir de síliceespecialmente purificada con un contenido mínimo deóxidos metálicos

La resistencia de los tubos se refuerza con un recubrimientoexterno protector de poliimida, el cual se aplica al momentode la obtención del tubo capilar.

Las columnas capilares con DI de 530 μm se llamanmegabore y las columnas con DI de 100 μm se llaman

microbore

Columnas

Las columnas que resultan son flexibles y puedendoblarse en forma helicoildal con diámetro de varioscm

Las columnas de sílice más frecuentes tienendiámetros internos de 320-280 um y de 200-150 um

Con estas columnas es necesario utilizar un divisor yhacer inyección de split

En la siguiente tabla se comparan los diferentes tiposde columnas

Columnas

Tipo de columna

Propiedad FSWCOT WCOT SCOT Relleno

Longitud, m 10-100 10-100 10-100 1-6

DI, mm 0,1-0,53 0,25-0,75 0,5 2-4

Eficiencia, platos 2-4 1-3 0,6-1,2 0,5-1X 103

Tamaño muestra, ng 10-75 10-1000 10-1000 10-106

Presión relativa baja baja baja alta

Velocidad relativa rápida rápida rápida lenta

Químicamente inerte alta ------------------------------------------------baja

Flexibilidad si no no no

Columnas

•Skoog D y Leary J. Análisis Instrumental. 6ª Edición. McGraw-Hill. España 2008.

Para mejorar la eficiencia de las columnascapilares

-Emplear la menor cantidad de muestra

-Utilizar películas delgadas de fase estacionaria

-Utilizar el menor diámetro de columna

-Disminuir la temperatura de la columna

-Emplear tubo de sílice fundida desactivada

-Utilizar fases estacionarias entrecruzadas

Columnas

Factores que afectan su eficiencia

•Longitud de la Columna•Diámetro de la Columna (1/4", 1/8", 1/16" de diámetro externo) •Tamaño de las partículas del relleno•Naturaleza de las fases•Cantidad de fase estacionaria•Temperatura de la columna•Velocidad del gas portador•Cantidad de muestra inyectada•Material del cual está elaborada la columna•Enrollado de la columna

Columnas

Acondicionamiento

Eliminación de contaminantes volátiles

1. Aplicar presión en la cabeza de la columna en psi igual allargo en m.

2. Fijar la temperatura en 100oC durante una hora.Aumentar lentamente la temperatura hasta 30oC menosque el máximo

3. Inyección en ciclos de disolventes, durante 24 h, sin elcolector en el detector, con un programa de temperatura.

Columnas

TEMPERATURA DE LA COLUMNA

La temperatura óptima de la columna depende delpunto de ebullición de la muestra y del grado deseparación que se necesite.

El horno lleva un termostato para que la separaciónse efectúe a una temperatura reproducible.

Además es necesario mantener la columna en unamplio rango de temperaturas, hasta 400oC

Columnas

TEMPERATURA DE LA COLUMNA

La temperatura de la columna deberá ser suficientementealta para que el análisis se efectúe en un plazo razonable ysuficientemente baja para lograr la separación deseada.

Según una aproximación hecha por Giddings, el tiempo deretención se duplica por cada 30oC que disminuye latemperatura de la columna.

En la mayoría de las columnas, cuando la temperatura esmás alta es mejor la separación

Columnas

Columnas

Para temperaturas con un amplio intervalo depuntos de ebullición es conveniente emplear unprograma de temperatura

TEMPERATURA ISOTÉRMICA vs TEMPERATURA PROGRAMADA

El término isotérmico se refiere a temperatura constantedurante el tiempo de análisis.

El término temperatura programada significa aumentode la temperatura de la columna durante el tiempo deanálisis

Columnas

Columnas

Columnas

La programación de temperatura es muy útilpara mezclas con puntos de ebullición distintos

En algunos casos, los componentes de altopunto de ebullición no son eluidos y puedenaparecer en un análisis posterior como unidos ala línea base o como inexplicables, señales

fantasmas

Con la temperatura programada se utiliza unatemperatura inicial baja y así los picos quedanbien resueltos

Columnas


Soportes y fases estacionarias

SOPORTE

La función básica del soporte es la de "mantener"(sostener, retener) la fase estacionaria.Idealmente debería ser un material inerte que"mantiene" la fase estacionaria sobre su superficiecomo una película delgada

La mayoría de los soportes cromatográficos está hechosde diatomeas (1 𝒎𝟐/g) o sílice fundida revestidas depoliimida

Fase Estacionaria

SOPORTE

•Tamaño y forma de la partícula

•Diámetro del poro

•Densidad

•Área Superficial

•Química de Superficie ó características superficiales(gobierna la participación del soporte en los resultadosde la separación).

•Grupos silanoles activos

•Iones metálicos

Fase Estacionaria

SOPORTE

Además de las características anteriores, la selección del soporte va a depender también de:

•la naturaleza de la muestra

•la naturaleza de la Fase Líquida

•el uso que se le va a dar a la columna:

•General

•Específico

•Precio

Fase Estacionaria

SOPORTE

•Estructura porosa con diámetro uniformeigual o inferior a 10 µm por poro

•Las partículas deben tener forma homogéneay ser de tamaño uniforme

Es deseable obtener un compromiso entre laeficiencia (tamaño pequeño de las partículas)y la caída de presión (tamaño grande laspartículas)

Fase Estacionaria

SOPORTE

• El diámetro promedio de las partículas seexpresa en unidades de malla,correspondiendo número mayores adiámetros menores.

• La eficiencia de la columna encromatografía de gases aumentarápidamente cuando disminuye el diámetrode las partículas

Fase Estacionaria

SOPORTE

La regla de Purnell dice que: El diámetrointerno de la columna debe ser por lo menos 9veces mayor que el diámetro de las partículasdel soporte sólido

Fase Estacionaria

La diferencia de presión que se requiere paramantener un determinado flujo de gasportador, varía inversamente con el cuadradodel diámetro de la partícula, por esto hacondicionado el límite inferior del tamaño delas partículas que se utilizan encromatografía de gases, dado que no esconveniente trabajar con diferenciassuperiores a los 50 PSI, las partículas delsoporte son generalmente 60 a 80 Mesh (250a 170 µm) o 80 a 100 Mesh (170 a 149 µm)

Fase Estacionaria

SOPORTE

Desactivación de la supeficie de un soportecromatográfico puede efectuarse de variasmaneras:

•Remoción por lavado con ácido

•Eliminación ó remoción por reacción delgrupo silanol

•Saturación de la superficie con una faselíquida

•Impregnando ó recubriendo con materialsólido inerte

Fase Estacionaria

SOPORTEEfecto del tratamiento en el soporte (Chromosorb P)

1. no lavado con ácido,

2. lavado con ácido,

3. lavado con ácido y dimetilsilanizado

Solutos:

A etanol,

B metil cetona,

C Benceno y

D Ciclohexano

Condiciones: Soporte 60/80 mesh, He 75 mL/min, 1000 C

Fase Estacionaria

Fase Estacionaria

SOPORTE

La selección de una fase estacionaria a emplear es talvez lo más difícil de efectuar.

La fase estacionaria debe tener las características físico-químicas semejantes a la muestra a analizar

Las propiedades semejantes en una fase líquida son:

a. Baja volatilidad (idealmente, el punto de ebullicióndel líquido debe ser al menos 100oC mayor que latemperatura de trabajo máxima de la columna

Fase Estacionaria

b. Estabilidad térmica

c. Químicamente inerte

Para que una especie tenga un tiempo de residenciarazonable en la columna, debe poseer cierto grado decompatibilidad (solubilidad) con la fase estacionariase aplica el principio de que: Lo semejante disuelve alo semejante

Algunas fases estacionarias de uso frecuente

En la siguiente tabla se muestra un orden depolaridad creciente para las fases estacionarias másfrecuentes

Fase Estacionaria

Tipo N. comercial T máxima Aplicaciones comunes

Polidimetil siloxano OV-1, SE-30 350 Fase no polar de usogeneral, hidrocarburos

aromáticos, fármacosesteroides, PCbs

Poili(fenilmetildifenil) OV-3, SE-52 350 Esteres metílicos de

siloxano (10% fenil) ácidos grasos,alcaloides, fármacos,

compuestos halogenados

Poli/fenilmetil) siloxano OV-17 250 Drogas, esteroides,(50%fenil) pesticidas, glicoles

Fase Estacionaria

Tipo N. comercial T máxima Aplicaciones comunes

Poli(trifluoropropildimetil) OV-210 200 Aromáticos clorados, siloxano nitroaromáticos,bencenos

alquil sustituidos

Polietilenglicol Carbowax 20M 250 ácidos libresalcoholes,ésteres,aceites esenciales,

glicoles

Poli(dicianoalildimetil) OV-275 240 ácidos grasos siloxano poliinsaturados,

ácidos libresalcoholes

Fase Estacionaria

Polidimetilsiloxano

Polietilenglicol

Fase Estacionaria

Varias cualidades ha de reunir un líquido para servircomo fase estacionaria:

•Viscosidad

•Tensión Superficial

•Tensión de Vapor

•Selectividad respecto a los componentes de la fase móvil

•Reversibilidad del Reparto

•Estabilidad Térmica

Fase Estacionaria

Las columnas comerciales están disponibles con fasespolimerizadas y/o enlazadas

El enlace y el entrecruzamiento, tienen por objeto lapreparación de una fase estacionaria debido al sangrado enel cual una pequeña cantidad de líquido inmovilizado esarrastrado fuera de la columna durante el proceso deelusión

El sangrado se acentúa cuando una columna debe limpiarsepara eliminar los contaminantes.

Fase Estacionaria

Las columnas comerciales están disponibles con fasesestacionarias cuyo grosor varía de 0,1 a 0,5 m.

El grosor de la película afecta principalmente a lascaracterísticas de retención y a la capacidad de lacolumna

Las películas gruesas se utilizan con analitos muyvolátiles, debido a que tales películas retienen mástiempo a los solutos, y así proporcionan un mayortiempo para que pueda tener lugar la separación, porotra parte, las películas delgadas son útiles paraseparar especies de baja volatilidad en un tiemporazonable.

Fase Estacionaria

Al hablar de fase estacionaria líquida entramos encontacto con dos palabras ó términos: Polaridad y

Selectividad.

La polaridad de una fase estacionaria líquida serefiere a las interacciones intermoleculares queinvolucra dipolos permanentes.

La selectividad es definida como las diferentesatracciones intermoleculares

Fase Estacionaria


Detectores

Detectores

Detectores

DetectoresSensibilidad

Detector de Captura de electrones, ECD

Utiliza un emisor betaradioactivo (electrones) paraionizar parte del gas portador ypara producir una corrienteentre un par de electrodos.Cuando las moléculas orgánicasque contienen gruposfuncionales electronegativos,tales como halógenos, fósforo ygrupos nitro, pasan por eldetector, capturan algunos delos electrones y reducen lacorriente medida entre loselectrodos.

Empleado frecuentemente paracompuestos halogenados

Detectores

http://elchem.kaist.ac.kr/vt/chem-ed/sep/gc/detector/graphics/ecd.gif

Detector de Ionización de Flama (FID)

Detectores

Videos de CG/6890 FID Collector Maint.AVI


Consiste de una llama dehidrógeno-aire y una placacolectora. El efluente de lacolumna pasa a través de lallama, que ioniza lasmoléculas orgánicas. Losiones se recogen en unelectrodo de polarizaciónnegativa y producen unaseñal eléctrica. El FID esextremadamente sensible yes el detector másampliamente utilizado, sudesventaja es que destruyela muestra.

Empleado para hidrocarburos, poco sensible a compuestos muy oxidados

Detectores


http://elchem.kaist.ac.kr/vt/chem-ed/sep/gc/detector/graphics/fid.gif


Detectores

Primer potencial de ionización

Molécula potencial de ionización (eV)Helio 24,59

Argón 15,76

Nitrógeno 15,58

Hidrógeno 12,98

Metano 11,65

Etano 11,41

Acetileno 10,65

2-Clorobutano 10,52

Etileno 10,1

N-Hexano 10,18


Detector de Azufre-Fósforo, FPD Fotométrico de flama

Adaptado para utilizarsecon una flama de un FID.Sensible a compuestoscon azúfre (394 nm) ycon fósforo (526 nm)

Detectores

Detectores

Detector de Conductividad térmica, TCD

Detector de Conductividad térmica, TCD

Utilizado particularmente con columnas empacadas, detectaH2O, CO, CO2 e H2. Mide la conductividad térmica de unanalito en un gas acarreador.

La velocidad de pérdida de calor de un cuerpo calientehacia un cuerpo más frío es proporcional a laconductividad térmica del gas que separa estos cuerpos.

Detectores

Detector de Nitrógeno Fósforo, NPD

Es básicamente el mismo FID, lo que sucede es quese le adiciona un metal alcalino (Rubidio o Cesio),por lo que en algún momento se le llamó (AFID)detector de ionización de flama alcalino, también sele ha llamado detector de ionización (TID), detectortermoiónico de flama (FTD), detector específicotermoiónico (TSD).Al calentar el material alcalino en la zona de la llamaeste detector presenta una gran sensibilidad porcompuestos que contienen fósforo y nitrógeno.

Detectores

Detector de Espectrometría de Masas, MSD

*El espectrómetro de masasusa la relación masa-carga(m/z) de moléculas ionizadas.

*Es una técnica muy poderosaque permite cuantificar,identificar y da informaciónacerca de la estructura decompuestos desconocidos.

Detectores

Una vez ionizadas las moléculas, estas pasan al analizador de iones

el cual los transporta hacia el detector: Existen diferentes tipos de

analizadores los que son utilizados de acuerdo a las necesidades.

Dentro de los analizadores podemos citar, la trampa de iones, el

sector magnético, el tiempo de vuelo, el cuadrupolo, etc.

*La operación general del espectrómetro de masas es:a) crea iones en fase gaseosab) separa los iones en base a su relación (m/z).c) mide la cantidad de iones de cada relación (m/z).

DetectoresDetector de Espectrometría de Masas, MSD

El cuadrupolo consiste de cuatro cilindros metálicos paralelos, en dondedos de ellos tienen un potencial (U + Vcos(wt)) y los otros dos –(U +Vcos(wt)), lo que le da un rango de frecuencia, los iones con cierta relación(m/z), pasan a través del cuadrupolo, los que no son eliminados.En estesistema se necesita un alto vacío, para el transporte de los iones a travésdel analizador (10-9 torr).


Se utilizan varios detectores en espectrometría de masas, entre los quepodemos citar la copa de Faraday, el detector Daly, el Channeltron, elelectromultiplicador (EMT). Todos ellos tienen la característica de detectarlos iones seleccionados. Este consiste de una serie de dínodos, que emitenelectrones secundarios cuando son atacados por un ión, por lo tantomultiplican la corriente del ión


Dodecano: C12H26

20 40 60 80 100 120 140 160 180

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Abundancia

29

43

55

57

71

85

98 113128 141 159

170

m/z->

Espectro medio de dodecano por EVALDEMO.D

M

<--[C H ] ++.13

<--[C H ]11

<--[C H ]4

+

+(Pico base)

(Precursor)

9

5

6

* Ion molecular (ion precursor): pérdidade un electrón

* Pico base: ion más abundante en el espectro


Detector Límite de detección g

Rango lineal Comentarios Tratamientosoluto

TCD 10-5-10-6 103-104 Detector universal

No destructivo

FID 10-12 106-107 Detector universal

Destructivo

ECD 10-14 102-103 Detector selectivo

No destructivo

FPD 10-13 102 Detector Selectivo S,P

Destructivo

NPD 10-8-10-14 105-107 Detector Selectivo N,P

Destructivo

MSD 10-12 Según tipo detector

Detector universal

Destructivo

Detectores


Preparación de muestra


Preparación de muestraDerivatización


Preparación de muestraDerivatización
























Análisis cualitativo y cuantitativo

104

Identificación mediante datos retención tr

tr = f(condiciones experimentales)Comparación compuestos de referencia analizados igual condicionesMás aconsejable añadirlo a la mezcla

metano

referenciaproblema

tm tR(S

)

tR(a)

tR’ = tR - tm

r(a,s) = t’R(a)/t’R(s)

r(a,s) varía con Tª y fase estacionaria

Reproducible entre laboratorios

Análisis cualitativo

105

Confirmación de la identificación de un analito desconocido

1. Añadir una pequeña cantidad producto a la muestra1 único pico mayor tamaño: correcto

2. Repetir con columna polaridad muy distinta a la anteriorTiempos relativos ambos iguales: Mucho más correcto

Tiempos relativos ambos no iguales: Extraer información

Fase estacionaria rJ,hexano

EscualanoPEG-400PEG-S

0.2310.52.5

¿Alcano, alcohol, alqueno, cetona?

alcohol

Análisis cualitativo

106

Mayor aplicación de GC 2 métodos medida

Método normalización áreas

1.Medida áreas cada pico2. Cálculo %

Suponer que la sensibilidad detector igual para todos los analitosUtil compuestos de volatilidad y estructura similares

Método normalización áreas con factores respuesta

1.Medida áreas cada pico2. Cálculo %3. Cálculo factor respuesta4. Modificación %

Factor respuesta

Mezclas standard analitosArea pico/peso analito =Factor respuesta

Análisis cuantitativo

107

Método normalización áreas con factores respuesta

48.322.1

8.221.4

Mezcla cantidades iguales de analitos

EtanolBencenoHexanoTolueno

Componentes

15600126741423012410

Area F.r. (benceno)

1.231.001.120.98

1989411171

371411037

EtanolBencenoHexanoTolueno

Componentes

2447011171

416010816

Area Composición (%) Area (f.r)

43.424.4

8.124.1

Composición (%)


Ejemplo de cálculo para el etanol: Area obtenida = 24470Factor de respuesta pesos iguales = 1.23Area (f.r.) x 100 = 1668 x 100/123= 19894 Suma de áreas reducidas = (19894/45816 )x 100 Concentración (% peso) = 43.4.%

0

1

2

3

4

5

6

7

CONCENTRACIÓN

Sa

CALIBRADO DIRECTO


0

5

10

15

CONCENTRACIÓN

Sa

CALIBRADO POR ADICIÓN DE PATRÓN

• Necesario cuando hay interferencia debida a los constituyentes de la matriz: EFECTO MATRIZ


0

1

2

3

4

5

6

7

CONCENTRACIÓN

CALIBRADO CON PATRÓN INTERNO:

Sa/SP.I.

+ Patrón interno

+ Patrón interno

+ Patrón interno

+ Patrón interno

+ Patrón interno

• Útil cuando la señal analítica fluctúa debido a las características de la técnica de medida• El “PATRÓN INTERNO” debe tener un comportamiento y una estructura similares a la del analito




Análisis cuantitativoÍndice de McReynols

Integración de picos cromatográficos

Errores de integración de picos cromatográficos.

Errores de integración de picos cromatográficos



Original Valle a Valle


Factor de asimetría


Minutos Minutos

Minutos Minutos




Validación

• Validación es la confirmación mediante el suministro deevidencia objetiva de que se han cumplido los requisitospara el uso o aplicación de un método en consideración .

Parámetros de validación:

*Incertidumbre de medida

*Intervalo de trabajo

*Límite de cuantificación

*Límite de detección

*Exactitud

*Repetibilidad

*Reproducibilidad

Validación


Aplicaciones

Pigmentos, proteínas, azúcares,ácidos grasos, contaminantes endisolventes, reactivos, cristalería yotros aparatos de procesamientode muestra que obstaculizan ladetección de pesticidas.

*Soluciones para calibración del equipo

* Solución de 0,6 ppm

* Solución de 1 ppm



* Muestra para la validación del método

* Muestra de 0,03ppm Ethoprophos

Determinación de pesticidas en alimentos

PROTOCOLO DE ANÁLISIS

*Recolección de la muestra

*Preparación de la muestra

*Proceso de extracción

*Proceso de limpieza

*Proceso de concentrado

*Almacenamiento

*Cuantificación mediante Cromatografía Gaseosa

*Validación del método analítico


Muestras

CLASIFICACION DE PRODUCTOS EJEMPLOS

NATURALEZA DE LAS MUESTRAS

PRIMARIAS QUE HAN DE

TOMARSE

TAMAÑO MINIMO DE CADA

MUESTRA DE LABORATORIO

Productos frescos de tamaño pequeño,

generalmente unidades < 25 g

Bayas, guisantes,

aceitunas

Unidades enteras, envasadas o

tomadas con un instrumento de

muestreo

1 Kg

Productos frescos de tamaño medio,

generalmente unidades

25 - 250 g

Manzanas, naranjas Unidades enteras1 Kg

(al menos 10 unidades)

Productos frescos de tamaño grande,

generalmente unidades

> 250 g

Coles, pepinos, uvas

(racimos)Unidades enteras

2 Kg

(al menos 5 unidades)






Detector: Nitrógeno/Fosforo NPD 260°C

Inyector: Automático de líquidos. Splitless a 250°C

Columna:

Capilar N9316023

Phase: Elite 1

Dimensiones:

Longitud: 30 m. Diámetro Interno: 0,32mm

Rango de Temperatura: -60 a 330/350°C

Rampa del Horno: RATE TEMPERATURE °C HOLD

Inicial 0,00 50 0,00

1 4,00 250 10,00

2 0,00 0,00 0,00

3 0,00 0,00 0,00



C1 = concentración del analito (mg/Kg)

C2 = concentración del estándar de calibración (mg/Kg)

µC1 = incertidumbre de C1

V1 = volumen de aforo de las muestras (mL)

µV1 = incertidumbre de V1

V2 = volumen tomado de la solución estándar (mL)

µV2 = incertidumbre del V2

2

2

2

2

1

1

2

1

122

+

+

=

V

V

V

V

C

CCC

2211 VCVC =


Muestra Ventajas Desventajas

Sangre (Total

/Suero/plasma)

Detecta Droga, análisis cuantitativo

Volumen reducido, bajas concentraciones, droga padre y metabolitos

Orina Volumen elevado, altas concentraciones

No siempre disponible, metabolitos,

análisis cuantitativo no siempre útil

Contenido Gástrico

Altas concentraciones Muestra variable, No siempre útil

Pelo y uñas Siempre disponible Requiere alta sensibilidad, exposición de semanas a meses

Humor Vítreo Putrefacción limitada Volumen limitado

Vísceras Altas concentraciones Análisis cuantitativo difícil de interpretar, interferencias

Determinación de fármacos de abuso

Determinación de fármacos de abuso

Disolventes residuales




Nuevos avances


Nuevos avancesMicro CG

Es una nueva tecnología en Cromatografía de Gases basada en los últimos desarrollos de la industria de micro-chip de silicio,quepermite la miniaturización del sistema cromatográfico.

• Para análisis de muestras gaseosas o en forma vapor

• Análisis ultrarrápidos: 15-60 segundos (típico)

• Detección universal a alta sensibilidad (~ 1 ppm)

• Manejo muy sencillo

• Portátil : análisis tanto en Laboratorio como en campo.

• Control total desde software (local o remoto)

*

1. AGUA

2. DICLOROMETANO

3. 1,2-DICLOROETILENO

4. TRICLOROMETANO

5. 1,1,1-TRICLOROETANO

6. 1,2-DICLOROETANO

7. TETRACLOROMETANO

8. 1,1,2-TRICLOROETILENO

9. 1,1,2,2-TETRACLOROETILENO

10. CLOROBENCENO130 sg

Nuevos avancesMicro CG

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