Fundamentos de Cromatografía: Principios, Separación y Optimización

Cromatografía: Conceptos Fundamentales

• Es posible separar entre sí los componentes de una mezcla compleja.
• Es un método físico de separación en el cual los componentes, al ser separados, se distribuyen entre dos fases: una estacionaria y una móvil.
• Se puede clasificar de acuerdo con la fase móvil utilizada en: cromatografía de gases, de fluidos supercríticos y de líquidos.

Condiciones para una Separación Cromatográfica Óptima

• Los compuestos deben tener coeficientes de distribución diferentes.
• El factor de retención (k') debe estar idealmente entre 2 y 10.

Estrategias para Minimizar el Ensanchamiento de Banda en Cromatografía

1. Minimizando la difusión en remolino (o de caminos múltiples) mediante la incorporación de relleno de partículas con geometría similar y tamaño uniforme.
2. Disminuyendo el diámetro de las partículas de relleno de la columna.
3. Aumentando el coeficiente de difusión del soluto en la fase estacionaria.

Verdadero o Falso en Cromatografía

• V: El uso de detectores en cromatografía permite la determinación de analitos no coloreados y en concentraciones bajas.
• V: La cromatografía es una excelente técnica para la identificación de analitos, ya que los tiempos de retención se encuentran tabulados para muchos compuestos.
• F: Para que ocurra una adecuada separación cromatográfica de dos o más compuestos, los coeficientes de distribución deben ser similares entre sí.
  Corrección: Falso. Cuanto más diferentes sean los coeficientes de distribución, mejor será la separación.
• F: La teoría cinética explica las variables que dan cuenta del ensanchamiento de las bandas cromatográficas al interior de la columna, pero falla al considerar que se producen equilibrios de los analitos con las dos fases.
  Corrección: Falso. La teoría cinética sí considera que los equilibrios de los analitos con las dos fases se producen, pero en un tiempo finito, no instantáneamente, lo que contribuye al ensanchamiento de banda. La teoría de platos, en contraste, asume equilibrios instantáneos.
• V: El diámetro de las partículas de relleno de la fase estacionaria debe ser pequeño, ya que incrementa la eficiencia en la separación cromatográfica, debido a que minimiza el efecto de los múltiples caminos que pueden tomar las moléculas dentro de la columna cromatográfica.
• F: La difusión longitudinal es un parámetro que afecta de mayor manera en cromatografía de líquidos debido a la mayor magnitud del coeficiente de difusión en líquidos que en gases.
  Corrección: Falso. La difusión longitudinal afecta de mayor manera en cromatografía de gases debido a la mayor magnitud del coeficiente de difusión en gases que en líquidos.

Glosario de Términos Clave en Cromatografía

tR (Tiempo de Retención)

Tiempo que transcurre desde la inyección de la muestra hasta que el analito llega al detector.

tM (Tiempo Muerto)

Tiempo que demora una especie no retenida (o inerte) en atravesar la columna.

Fase Estacionaria (FE)

Sólido o un líquido inmovilizado sobre un soporte sólido con gran área superficial.

Fase Móvil (FM)

Gas, líquido o fluido supercrítico que actúa como portador de la muestra a través de la columna.

Factor de Retención (k')

Índice que indica el grado de retención de un analito en la fase estacionaria; es una medida de cuánto tiempo pasa el analito en la fase estacionaria en relación con la fase móvil.

Factor de Selectividad (α)

Indica cuán separados están dos compuestos adyacentes (picos) en un cromatograma.

Resolución (Rs)

Parámetro que cuantifica la separación entre dos picos cromatográficos adyacentes.

Teoría de los Platos Teóricos

Postula que la columna cromatográfica está compuesta por una serie de capas horizontales (platos), en cada una de las cuales ocurre un equilibrio del analito entre la fase estacionaria y la fase móvil. Describe el movimiento del soluto y el disolvente de un plato a otro.

Eficiencia de Columna

La eficiencia de columna se relaciona con la capacidad de la columna para minimizar el ensanchamiento de banda y se cuantifica por el número de platos teóricos (N) o la altura equivalente a un plato teórico (HETP).

Teoría Cinética

Considera que el equilibrio dentro de la columna ocurre en un tiempo finito, no infinito. El ensanchamiento de banda se produce como consecuencia de la velocidad finita con la que ocurren los diferentes procesos de transferencia de masa durante la migración de una especie en el interior de la columna.