A cromatografía es una técnica de separación en la que las sustancias se separan según su afinidad por dos fases presentes en el método: una fase fija, llamada estacionaria, y otra fase móvil, que fluye hacia un punto específico del sistema. Una técnica tan ampliamente utilizada también permite la identificación y el aislamiento de sustancias presente en mezcla.
Básicamente existen dos tipos de esta técnica: en capa fina y en columna. Dentro de la cromatografía en columna se encuentran técnicas más modernas, como la cromatografía líquida de alta resolución (Clae) y la cromatografía de gases. Ambos han sido ampliamente utilizados en métodos de separación e identificación de componentes en la industria química.
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Temas de este artículo
- 1 - Resumen sobre cromatografía
- 2 - ¿Para qué sirve la cromatografía?
- 3 - ¿Cómo se produce la cromatografía?
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4 - Tipos de cromatografía
- cromatografía de capa fina
- cromatografía de columna
- 5 - Ejercicios resueltos de cromatografía
Resumen sobre cromatografía
La cromatografía es un método físico de separación de mezclas en el que los componentes se disponen en una fase fija y otra móvil, que se dirige a un punto específico.
La fase fija de la cromatografía se denomina fase estacionaria.
La cromatografía permite, además de la separación de componentes, aislar e identificar componentes de la mezcla.
Para que ocurra la separación, la fase móvil debe entrar en contacto con la fase estacionaria. De esta forma, los componentes se separan según sus afinidades con cada fase.
Básicamente, hay dos tipos de cromatografía: capa fina y columna.
La cromatografía en columna puede tener una fase móvil líquida o gaseosa.
¿Para qué sirve la cromatografía?
La cromatografía es un metodo fisico de separacion de mezclas en el que los componentes a separar se distribuyen en dos fases distintas, una de las cuales se denomina estacionaria (fija) y otra denominada móvil, que se desplazará en un sentido definido. Las sustancias, previamente mezcladas, se distribuirán por estas fases, demostrando la separación.
esta tecnica no sólo permite separar los componentes de la mezcla, sino también aislar y, muchas veces, identificar componentes pertenecientes a la mezcla. En ocasiones, la separación realizada por cromatografía no es posible realizarla con otro método y, por tanto, se muestra como una técnica de amplio uso en varias ramas de la ciencia.
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¿Cómo se lleva a cabo la cromatografía?
Aunque hay muchos tipos de cromatografía, cada técnica cromatográfica es basado en el principio de retención selectiva. En este caso, la mezcla se aplica a la fase estacionaria y, posteriormente, se coloca la fase móvil. Al entrar en contacto, la fase móvil arrastra los componentes y, debido a las diferentes afinidades que tienen las sustancias de la mezcla con la fase estacionaria, se obtiene una separación. Es decir, los componentes de la mezcla que tengan mayor afinidad con la fase móvil serán transportados por esta. con mayor movilidad, mientras que aquellos con menor afinidad por la fase móvil tendrán baja movilidad.
En la imagen de arriba, la fase móvil está compuesta por un solvente líquido, que sube por capilaridad en un papel, que hace el papel de fase estacionaria. La muestra, después de la interacción con el solvente, se separa. Cuanto más atraviesa el componente, mayor es su interacción con la fase móvil.
La fase estacionaria puede consistir en un sólido o un líquido fijado en un sólido o un gel, permitiendo el relleno de columnas o por distribución en una película, un vaso o un cuchilla. La fase móvil consiste en un fluido, que puede ser líquido o gaseoso.
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Tipos de cromatografía
Básicamente, Hay dos tipos de cromatografía.: cromatografía en capa fina (TLC) y cromatografía en columna. Más detalles de ambos se enumerarán a continuación.
cromatografía de capa fina
También llamada cromatografía plana, En este modo, la fase estacionaria se adsorbe sobre una superficie plana.. Entre sus ventajas se encuentran el bajo costo, la rapidez en la separación, así como la facilidad de repetición, ejecución y comprensión.
En general, la fase estacionaria consta de un adsorbente polar (como sílice, alúmina, celulosa y poliamida), que se adhiere a la superficie de una placa (la mayoría de las veces de vidrio). Sin embargo, ya existe la comercialización de placas prefabricadas, en las que el material adsorbente se une a otros materiales, como aluminio, lo que da como resultado un material más uniforme con diferentes espesores, asegurando una separación más satisfactoria.
Dado que la fase estacionaria es de naturaleza polar, es interesante que la fase móvil tenga un carácter antagónico, es decir, apolar o muy poco polar. Sin embargo, la selección de la fase móvil no es muy sencilla, requiriendo análisis previos para tener una buena separación de los componentes.
A continuación, tenemos el resultado de una cromatografía en capa fina.. Observe los componentes separados en todos los ámbitos. El que recorrió un camino más corto tiene mayor afinidad con la fase estacionaria.
cromatografía de columna
En ese caso, la fase estacionaria se coloca en un tubo cilindrico. El diámetro del tubo dependerá del rigor técnico que se adopte en la separación. La fase móvil, también llamada eluyente, pasa por la fase estacionaria y puede estar en estado líquido o gaseoso. Al salir de la columna, el eluyente se denomina eluato.
En esta técnica, la muestra se aplica en la parte superior de la columna.. La fase móvil se puede colocar de dos formas: formando una pasta con la fase estacionaria, lo que se conoce como llenado de columna húmeda, o aplicación directa sobre la muestra, lo que se conoce como llenado de columna húmeda. manera seca. El primer componente en llegar al fondo de la columna (que eluye primero) es el que tiene mayor afinidad por la fase móvil.
Dentro de la cromatografía en columna con eluyente líquido, existe la llamada cromatografía líquida de alta resolución (Clae, o HPLC, que proviene del inglés cromatografía líquida de alta resolución). En Clae se utilizan columnas metálicas, además de altas presiones sobre la fase móvil y temperaturas ligeramente por encima de la temperatura ambiente. Últimamente, el aparato de Clae se ha acoplado con espectrómetros de masas. Dichos espectrómetros tienen la función de aumentar la confiabilidad de la separación cromatográfica, ya que permiten confirmar la identidad de las sustancias separadas, además de cuantificarlas.
La identificación de sustancias por cromatografía era más difícil sin el uso de un espectrómetro de masas, como se hacía considerando básicamente el tiempo de retención, algo que no es específico de un compuesto (otros compuestos pueden tener el mismo tiempo retención).
Vea un aparato de Clae a continuación. Las botellas, arriba, consisten en la fase móvil. En los niveles inferiores se encuentran la bomba de alta presión y la columna de fase estacionaria. Al final hay un detector.
En la cromatografía de gases (GC), un gas arrastre inerte, como uno gas noble o nitrógeno, como fase móvil. La fase estacionaria puede ser un sólido o un líquido no volátil. Los componentes a separar consisten en gases o líquidos volátiles.
La columna es un capilar, con un diámetro de menos de 1 milímetro, pero con una gran longitud, en el rango de 25 a 30 metros. A técnica permite la separación de decenas de sustancias de una misma muestra. Al igual que Clae, también es común que un espectrómetro de masas se acople a un dispositivo GC.
A continuación se muestra una representación tridimensional de un aparato de cromatografía de gases. El gas portador está en el cilindro, mientras que la muestra se inyecta a través de la jeringa. El tubo verde enrollado consta de la columna, que está conectada a un detector.
Ejercicios resueltos de cromatografía
Pregunta 1
(Uerj 2018) La cromatografía es una técnica para separar sustancias orgánicas a través de la polaridad de sus moléculas. Suponga que se analizó un tinte natural por esta técnica y que su composición tiene las siguientes sustancias:
Luego de la separación cromatográfica, las moléculas del colorante se dividieron en dos etapas: en la primera, se identificaron las moléculas con grupos polares; en el segundo, la molécula no polar.
La sustancia presente en la segunda fase se indica mediante:
(ALLÁ
(B)II
(C)III
(D) VI
Respuesta: letra A.
Una molécula no polar es la que tiene el menor número de átomos o grupos con átomos muy electronegativos. En este caso, la molécula que mejor cumple este criterio es la molécula I.
Pregunta 2
(Enem 2017) La cromatografía en papel es un método de separación basado en la migración diferencial de los componentes de una mezcla entre dos fases inmiscibles. Los componentes de la muestra se separan entre la fase estacionaria y la fase móvil que se mueve sobre el papel. La fase estacionaria se compone de celulosa prácticamente pura, que puede absorber hasta un 22 % de agua. Es el agua absorbida la que funciona como fase estacionaria líquida y la que interacciona con la fase móvil, también líquida (partición líquido-líquido). Los componentes capaces de formar interacciones intermoleculares más fuertes con la fase estacionaria migran más lentamente.
Una mezcla de hexano con 5% (V/V) de acetona se utilizó como fase móvil en la separación de los componentes de un extracto vegetal obtenido a partir de pimientos. Suponga que este extracto contiene las sustancias representadas.
RIBEIRO, N. METRO.; NUNES, C. r Análisis de pigmentos de pimiento por cromatografía en papel. Nueva Química en la Escuela, n. 29 de agosto 2008 (adaptado).
La sustancia en la mezcla que migra más lentamente es (a)
A) licopeno.
B) α-caroteno.
C) γ-caroteno.
D) capsorubina.
E) α-criptoxantina.
Respuesta: letra D.
La molécula que tenga mayor interacción con la celulosa (fase estacionaria y carácter polar, ya que tiene un 22% de agua) migrará más lentamente. Así, entre las moléculas, la de mayor carácter polar es la capsorubina, ya que posee un mayor número de átomos o grupos de átomos con alta electronegatividad.
Por Stefano Araújo Novais
Profesor de química
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