MÉTODOS ÓPTICOS ELECTROQUÍMICOS Y CROMATOGRÁFICOS

1. MÉTODOS ÓPTICOS ELECTROQUÍMICOS Y CROMATOGRÁFICOS HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LAS COLUMNAS CAPILARES Y SU IMPACTO EN LA CROMATOGRAFÍA DE GASES INTEGRANTES: Alma Basto Jessica Chi Fátima Cano Irvin Castillo Ángel Canul

2. Las columnas en cromatografía de gases Las columnas cromatográficas varían en longitud desde menos de 2 hasta 50 m, o más. Clasificación general:

3. Columnas tubulares o capilares

4. Columnas metálicas. Características • Se clasifican como columnas empacadas. • Hay varios tipos: • Cobre • Acero inoxidable • Aluminio • Etc. • Longitudes entre 2 y 3 m. • Diámetro inferiores entre 2 a 4 mm. • Su fase estacionaria es una película en estado liquido (0.05 a 1 μm) Columnas de plástico.

6. Columna de vidrio • Hecho de sosa-cal borosilicato (pyrex) • Dimensiones fueron: • Bobina de 13-15 cm de diámetro • Columna interna de 0.23-0.27mm • Espesor 0.20- 0.25 mm La fase estacionaria liquida debe tener una baja viscosidad y una alta y diferencial solubilidad. La interacción con la fase móvil recibe el nombre de reparto. Resolución : se requiere tener una fase estacionaria donde su retención relativa sea mayor a la unidad

7. Columna de sílice fundida (FSOT) • Es una columna tubular abierta, muy frágil y recubierta con una capa porosa de polímero (poliimida). • Los tamaños de muestra empleados, pueden ser de 1 x 10-3 μL hasta 1 μL. • Diámetros internos de 320 y 250 μm y con mayor resolución de 200 y 150 μm. Figura 1. Poliimida Figura 3. Columna de sílice fundida Figura 2. Imida

8. Uno de los problemas que siempre ha afectado a la cromatografia de gases, ha sido la adsorción física de los analitospolares o polarizables sobre las superficies de silicato de los soportes de las columnas o de las paredes del capilar. La adsorción da como resultado picos distorsionados, los cuales s ensanchan y a menudo presentan cola. Se han demostrado que la adsorción se produce como consecuencia de los grupos silanol que se forman en la superficie de los silicatos debido a la humedad. Los grupos SiOHpresentes en la superficie del soporte tienen una gran afinidad por las moléculas orgánicas polares, y tienden a retenerlas por adsorción.

10. La elección de una columna depende de estos factores: a) Fase estacionaria b) Diámetro c) Longitud e) Espesor de la película

11. Diámetro de la columna Diámetro de la columna tiene una influencia en la eficiencia, retención, presión, tasa de flujo de gas portador, y la capacidad. • Eficiencia de la columna (N/m) esinversamenteproporcional al diámetro de la columna (menor diámetro tienen mayores platos teóricos por metro). • Resolución es una función de la raíz cuadrada del número de platos teóricos. Por lo tanto, doblando eficiencia de la columna aumenta teóricamente resolución • La retención es inversamente proporcional al diámetro de la columna (isotermas). • Flujo (se requieren flujos altos).

12. Longitud de la columna La longitud de la columna influye en tres parámetros: eficiencia, la retención (análisis tiempo) y la presión del gas portador. • Cuando la eficiencia aumenta por el alargamiento de la columna, hay un aumento significativo en el tiempo de análisis • Presión es casi proporcional a la longitud de la columna. • Aumenta sangrado de la columna como aumenta la longitud de la columna. Columnas más largas tienen más fase estacionaria, así más productos de degradación se producen.

13. Fase estacionaria

14. Factor de selectividad adecuados al analito Baja volatilidad Baja reactividad Estabilidad térmica Características ideales de una fase estacionaria

15. El Polidimetilsiloxano Es una fase no polar, utilizada para hidrocarburos aromáticos plurinucleares; drogas, esteroides; PCBs • Elpolidimetilsiloxano o PDMS o dimeticona es el polímero lineal del dimetilsiloxano • Transparente, inerte, inocuo, inflamable • La hidrólisis de Si(CH3)2Cl2 genera un polímero teminado en dos grupos silanol (-Si(CH3)2OH]). Estos centros reactivos normalemnte se cierran con cloruro de trimetilsililo. • El polisiloxano más básica es la de metilo 100% sustituido. Cuando otros grupos están presentes, la cantidad se indica como el porcentaje del número total de grupos. El prefijo "di-" indica que cada átomo de silicio contiene dos de ese grupo en particular. • Temperatura máxima: 350 °C

16. El Poli(fenilmetildifenil)siloxano • Es (10% fenilo), para ésteres metílicos de ácidos grasos, alcaloides, drogas y compuestos halogenados. • Temperatura máxima: 350 °C • Fuerza polarizable, el mecanismo de interacción es dispersiva, se genera un dipolo inducido en los grupos fenil. El Poli(fenilmetil)siloxano • Es (50 % fenilo), drogas, esteroides, pesticidas y glicoles. • Temperatura máxima: 250 °C • Fuerza polarizable, el mecanismo de interacción es dispersiva, se genera un dipolo inducido en los grupos fenil.

17. La Poli (trifluoropropildimetil)siloxano • Para aromáticos clorados, nitroaromáticos, bencenos alquilsustituidos, herbicidas, triazinas, pesticidas organofosforados, alquenos y aromaticos sustituidos. • El mecanismo de separación son interacciones dispersivas y dipolos fuertemente permanentes El Poli(dicianoalildimetil)siloxano • Para ácidos grasos poliinsaturados, ácidos libres y alcoholes. • El mecanismo de separación son interacciones dispersivas y dipolos fuertemente permanentes

18. El Polietilenglicol Para compuestos polares, también para compuestos como glicoles, alcoholes, éteres, aceites esenciales, aldehídos, cetonas, sabores y fragancias. Biodegradable, baja inflamabilidad, puede ser recuperado por destilación directa o Extracción. Las fases estacionarias no se sustituyen, por lo tanto el polímero es 100% del material indicado: ácido-bases o neutros. Interacción hidrófoba y de dispersión. Bajo sangrado Presenta enlaces de hidrógeno, el mecanismo de separación son interacciones dispersivas dipolo fuertemente permanente. Polimerización de la columna, lo que resulto en una película de fase estacionaria que se formo en la columna. El producto que conforma la película de fase estacionaria se le conoce como fase inmovilizada.

19. Conclusión • Cada una de las fases tiene diferentes características y por lo tanto, unas son más utilizadas que otras, dependiendo de las interacciones con sus moléculas. Se clasifican según el tipo de analito que pueden retener, además algunos se pueden utilizar para más de un analito sin embargo se utiliza el de mayor eficiencia y porcentaje de extracción.

20. Referencias • Valcárcel Cases, M., Gómez Hens, A. Técnicas analíticas de separación. Ed. Reverte: España pp. 578-584 • Quirós, B.M. Principios de la cromatografía.1 Ed. Editorial UCR : Costa Rica, 2006, pp. 19 • Ettre, S. L. Evolution of Capillary Columns for Gas Chromatography. LCGC. 2001. 19, 1, 48-57 • Major, E. R. Fused-Silica Capillary the Story behind the Technology. LCGC NORTH AMERICA. 2002. 20, 10, 928-934 • Hinshaw, V. J. When Good Columns go Bad. LCGC. 2001. 19, 6, 596-603 • Barquero, M. Principios y aplicaciones de la cromatografía de gases, UCR: Costa Rica, 2006; pp: 13-19 • Major, E. R. Fused-Silica Capillary the Story behind the Technology. LCGC NORTH AMERICA. 2002. 20, 10, 928-934 • Harris, D.C. Análisis químico cuantitativo. Grupo editorial iberoamericana, México.pp628-640 • Tubo capilar de sílice fundida flexiiblehttp://www.directindustry.es/prod/fiberguide-industries/tubos-capilares-silice-fundida-flexibles-36215-743041.html. (consultado marzo 2014)