Qué es y en que consiste cromatografía
La cromatografía es una técnica realizada en laboratorios para separar los componentes en mezclas simples o complejas. Hay muchos tipos diferentes de cromatografía, que van desde la cromatografía en papel y la cromatografía en capa fina hasta la cromatografía de gases.
Distintos tipos de cromatografía
Aunque hay muchas formas de cromatografía, todas funcionan con el mismo principio. Todos los diferentes tipos cuentan con una fase estacionaria, generalmente un sólido, y algo para transportar las mezclas complejas a través de la fase estacionaria, llamada fase móvil, generalmente un gas o un líquido.
Se pueden clasificar diferentes tipos según el tipo de fase móvil utilizada.
- Si la fase móvil es líquida, la técnica entra en la categoría de cromatografía líquida.
- Si la fase móvil es gas, la técnica entra dentro de la categoría de cromatografía de gases.
Normalmente, la fase estacionaria es un sólido poroso, por ejemplo, sílice o alúmina. El relleno de la fase estacionaria varía según los diferentes tipos de cromatografía que se utilicen. Por ejemplo, en la cromatografía de capa delgada (TLC o CCD) es común tener gel de sílice empaquetado en láminas de aluminio como fase estacionaria. En un sistema de columna, la fase estacionaria a menudo se empaqueta en un tubo de vidrio.
La fase móvil se utiliza para transportar la mezcla que se está separando a través de la fase estacionaria. En el caso de la cromatografía líquida, la fase móvil es un solvente o combinación de solventes en los que la mezcla es soluble. Por ejemplo, diclorometano o acetato de etilo. En el caso de la cromatografía de gases, la fase móvil es un gas inerte, por ejemplo, helio o nitrógeno.
Fundamentos de la cromatografía
Todos los diferentes tipos de cromatografía funcionan según el mismo principio básico. Como sugieren los nombres, la fase móvil es "móvil" y fluye a través de una fase "estacionaria". A medida que la fase móvil en movimiento transporta la mezcla a través de la fase estacionaria, los componentes individuales de la mezcla se reparten entre las fases estacionaria y móvil. Este proceso permite la separación de los componentes de la mezcla porque los diferentes componentes de la mezcla tienen diferentes interacciones con las fases estacionaria y móvil.
En la práctica, esto significa que los componentes de la mezcla que se “agarran con más fuerza” a la fase estacionaria, permanecen más tiempo en la fase estacionaria. Esto significa que se separan de otros componentes de la mezcla que no se “agarran con tanta fuerza” a la fase estacionaria. Esta es la base de la cromatografía como técnica de separación.
Paso a paso de la cromatografía
Por ejemplo, en un sistema de cromatografía de columna líquida simple (ver diagrama), se coloca algodón o una lana sinterizada de vidrio en la parte inferior de una columna de vidrio. A continuación, la columna se rellena con sílice. Existen diferentes métodos para empaquetar la columna, incluido el empaque seco o una suspensión de sílice. El factor importante es asegurarse de que la sílice esté bien empaquetada, sin burbujas de aire ni grietas, ya que esto impedirá el flujo de la fase móvil. Una vez que la sílice está bien empaquetada, se agrega la fase móvil, a menudo llamada eluyente, hasta que alcanza la parte superior de la sílice. Seguido a esto, la mezcla que se va a separar se agrega cuidadosamente a la parte superior de la sílice saturada. Luego se agrega una capa de arena a la mezcla para garantizar que no se altere con la adición de más eluyente. El eluyente (la fase móvil), que puede ser un solvente o una mezcla de solventes, se agrega continuamente al sistema hasta que la mezcla se haya separado. Es importante asegurarse de que el nivel de eluyente nunca caiga por debajo de la parte superior de la sílice para evitar que entren burbujas de aire en la fase estacionaria e impidan el flujo de la fase móvil.
A medida que el eluyente se descarga por la columna, los componentes de la mezcla que se “agarran firmemente” a la fase estacionaria (en este caso, la sílice) permanecerán en la columna durante más tiempo. Por el contrario, los componentes que no se 'agarran con fuerza' a la fase estacionaria eluirán de la columna más rápidamente y se pueden recolectar como fracciones. Este proceso continúa hasta que todos los componentes individuales hayan eluido de la columna individualmente. El resultado es una mezcla separada.
La cromatografía puede funcionar como una técnica de separación porque los diferentes componentes de una mezcla tienen diferentes atracciones para la fase estacionaria y móvil. Las diferentes atracciones se deben a las diferentes propiedades de los componentes de la mezcla.
La sílice, una fase estacionaria común, presenta enlaces Si-O-H en la superficie. Los enlaces Si-O y los grupos hidroxilo significan que la superficie del gel de sílice (la fase estacionaria) es muy polar, capaz de formar enlaces de hidrógeno y también puede participar en interacciones de van der Waals, dipolo-dipolo y dipolo-dipolo inducida.
A medida que la mezcla compleja pasa a través de la columna, la rapidez con la que los componentes individuales de la mezcla eluyen de la columna dependerá de dos características:
- La medida en que cada compuesto "retiene" la fase estacionaria. Esto depende de las interacciones entre los componentes individuales y el gel de sílice.
- Cuán solubles son los componentes individuales en la fase móvil (el eluyente). Esto depende de las interacciones entre los componentes y el sistema solvente.
Aunque varios componentes individuales en la mezcla pueden ser muy similares e incluso capaces de formar puentes de hidrógeno con la sílice en la fase estacionaria, es muy poco probable que se formen puentes de hidrógeno con la sílice e interactúen con la fase móvil exactamente de la misma manera. En separaciones cromatográficas complejas, puede ocurrir coelución (donde varios componentes eluyen de la columna simultáneamente). A través de una amplia y cuidadosa variación de la fase móvil, probando diferentes sistemas de solventes y variando el pH, incluso algunas de las mezclas más complejas pueden separarse en sus componentes individuales usando cromatografía de columna líquida simple.
Uso de la cromatografía
Como hemos comentado, la cromatografía es una técnica de separación y por tanto las aplicaciones son amplias y variadas. Muchos científicos se encontrarán realizando algún tipo de trabajo de cromatografía en algún momento de muchos proyectos. La cromatografía también se puede utilizar como técnica de purificación para aislar el producto de reacción deseado de una mezcla de impurezas.
La cromatografía también se utiliza como técnica analítica. Al separar una mezcla en sus componentes individuales, puede aislar las sustancias presentes en una muestra y luego someterlas a análisis adicionales. Algunas formas de cromatografía pueden detectar sustancias presentes en el nivel de attogramos (10-18 gramos), lo que la convierte en una técnica analítica de trazas consumada.
La cromatografía no tiene paralelo como técnica de separación e incluso encuentra aplicación en la industria del petróleo. En esta industria, se utiliza para analizar las mezclas complejas de hidrocarburos que se encuentran en el petróleo. En el campo bioanalítico, la cromatografía es ampliamente utilizada para la separación e identificación de compuestos químicos y fármacos terapéuticos.
Definición de la cromatografía de gases
Al igual que con todas las formas de sistemas de cromatografía, la cromatografía de gases es una técnica que requiere el uso de una fase estacionaria y una fase móvil. En el caso de la cromatografía de gases, la fase móvil es un gas inerte, a menudo helio o nitrógeno. La fase estacionaria suele ser una capa microscópica de líquido o polímero sobre un sólido o soporte inerte. Este está alojado dentro de un tubo de vidrio o metálico enrollado que también se llama columna. Al final de esto hay un sistema de detección que detecta los componentes individuales a medida que eluyen de la columna.
Funcionamiento de la cromatografía de gases
La cromatografía de gases es una técnica común, pero solo se puede utilizar cuando la mezcla se puede vaporizar sin descomposición debido al requisito de una fase móvil de gas. Una vez vaporizada la mezcla compleja, se inyecta en la columna junto con la fase móvil gas inerte.
Una vez que la mezcla fluye a través de la columna como gas, los componentes individuales de la mezcla interactúan de manera diferente con la fase estacionaria. Al igual que el sistema de columna descrito anteriormente, aquellos componentes que no interactúan tan fuertemente con la fase estacionaria eluyen de la columna más rápidamente y son detectados por el sistema de detección. Aquellas que interactúan más fuertemente con la fase estacionaria tardan más tiempo en eluirse de la columna y por lo tanto la mezcla se separa.
Fuente:
Bioanalysis-Zone. How dows chormatography work
Dequimica.info. Cromatografía columna cc
