1. curso cromatografía 2016.pptx
Post on 05-Jul-2018
217 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
1/50
Cromatografía líquida
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
2/50
Cromatografía líquida
Wolfram Baumann
Cromatografías
Cada mañana 8… ≈ 10 am presentaciones de Wolfram Baumann
A definir: ejemplos prcticos! con "d#in $ue%ara
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
3/50
Consideramos dos fases, sólida y líquida en contacto:Un componente de una muestra aplicado a la fase líquidase distribuye en las dos fases:
s = fase sólida
m = fase móvilcs = concentración superficial
Cromatografía de partici&n 'reparto(
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
4/50
Consideramos dos fases, sólida y líquida en contacto:Un componente de una muestra aplicado a la fase líquidase distribuye en las dos fases:
s = fase sólida
m = fase móvilcs = concentración superficial
Cromatografía de partici&n 'reparto(
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
5/50
dn
dn
Consideramos dos fases, sólida y líquida en contacto:Un componente de una muestra aplicado a la fase líquidase distribuye en las dos fases:
En equilibrio estacionario (dinámico):
dn =dndn= ns kdt
dn= nm kdt
Resulta: ns /nm =k /k =kx́ = capacity ratio
O similar:cs /cm =Kx = partition coefficient(coeficiente de reparto)
Con volumen V y superficie S vale kx́ =Kx (Ss / Vm)s = fase sólida (la azul)
m = fase móvil (la roja)cs = concentración superficial
Cromatografía de partici&n 'reparto(
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
6/50
Consideramos dos componentes
) su distri*uci&n en las dos fases+
Componente 1:
Componente ,:
Sea la roja la fase líquida,
La azul la fase sólida
(¡vale lo mismo para
dos fases líquidas no misciles!"
¡#nterpretamos estas distriucionesen t$rminos de interacciones
del soluto con las dos fases!
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
7/50
A-ora llenamos un tu*o 'la columna.(
Con la fase s&lida:
/ic-rom! $B
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
8/50
imensiones tipicas de estas columnas
en /2C analítica:
3 interno: ,!04 5!04 6!04 6!7 mm ' maores(
2ongitudes: 904 1004 1904 ,004 ,904 500 mm ' otras(
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
9/50
2lenamos la columna
con una fase s&lida! un líquido
con qu; s&lido<
con qu; líquido<
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
10/50
2lenamos la columna
Con una fase s&lida! con qu;<
/a miles diferentes en el mercado
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
11/50
=na selecci&n de materiales 'de Bisc-off Analsentec-ni>(
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
12/50
?on tan diferentes @ porqu;<
iramos la distri*uci&n:
2os componentes 1 , tienentendencia mu diferente de
quedarse prioritariamenteen la fase s&lida 'aul(:
> D >
Wolfram Baumann
Cromatografías
f
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
13/50
A-ora imaginamos una columna
como una serie de estos elementos de equili*rio
Wolfram Baumann
Cromatografías
W lf B
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
14/50
A-ora imaginamos una columna
como una serie de estos elementos de equili*rio aplicamos un flujo de la fase líquida 'roja(
Elujo de sol%ente puro > D >
Wolfram Baumann
Cromatografías
W lf B
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
15/50
=n modelo eFacto: "l modelo de platos te&ricos
i%idimos la columna en G segmentos+
Asumimos equili*rio del soluto con am*as fases!
dentro de cada segmento
=n segmento asi definido se llama un plato te&rico+=na columna de longitud 2 tenga entonces G platos te&ricos!
cada uno de altura 'longitud( /+
plato i%& plato i
% Columna con G platos te&ricos
ni@1ni
Wolfram Baumann
Cromatografías
W lf B
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
16/50
Consideramos un soluto F en la fase m&%il
'mi es el volumen líquido de un plato teóricoonde llamamos
) vale la condición inical n* + n + -----+ ni --- + *. ) n& + n*&
/esulta0
istri*uci&n oisson
1nalogamente
) con
Wolfram Baumann
Cromatografías
(& 2 345"%& + fracción del soluto 4
en la fase móvil
a = 'mi
−&(&+ 34
6 "−&
dn&
d'= −an
&⇒ n
&= n
*&e−a'
dn,
d'= an
&− an
,= an
*&e−a' − an
,⇒ n
,= n
*&a'e−a'
and ) analog) n7= n
*&(a'",e−a' 8 ,!
and 9it: c+n8'
c;= c
*&(a'";−&e−a' 8 (;−&"!
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
17/50
istri*uci&n oisson
con el volumen promedio µ + a'
) la varianza del volumen 4imo del pico) su anc:o cuadrado"
?liminamos @aA ) tomamos ;&0
Con =oisson Dauss para ;& resulta
9&8 + anc:o del pea3 en la mitad de su altura
Wolfram Baumann
Cromatografías
c;('" = c*&(a'";−&e−a' 8(;−&"!
≈ c*&(a'";e−a' 8;! (;BB&"
a,σv,
; =',
σv,
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
18/50
istri*uci&n oisson
Con =oisson Dauss para ;& resulta
9&8 + anc:o del pea3 en la mitad de su altura
H"sto %ale para cualquier pico.con el volumen promedio µ + a'
) la varianza del volumen 4imo del pico) su anc:o cuadrado"
?liminamos @aA ) tomamos ;&0
Wolfram Baumann
Cromatografías
c;('" = c*&(a'";−&e−a' 8(;−&"!
≈ c*&(a'";e−a' 8;! (;BB&"
a' a,σv,
; =',
σv,
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
19/50
Altura de un plato te&rico
/ I 2 J G donde L longitud de la columna
efinimos la altura reducida, de un plato teórico0
:+E8dp donde dp es el di>metro medio de
las partículas de relleno
) el flujo reducido ν0
ν + udp8m donde u es la velocidad lineal del flujo
del solventem es el coeficiente de difusión
1sí resulta
- I B J K A 0+55 KC
+ difusión longitudinal
+ mezcla convectiva
+ equiliración inaria
( Fass transfer"Easta ν*
(?dd) iffusion"
G con par>metros no reducidos
/ I B J u K A u'0+55(
KC u
Wolfram Baumann
Cromatografías
HContriuciones al :
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
20/50
/ I B J u K A u'0+55( KC u
ara un sistema dado la cur%a /!u puede ser así:
Lesoluci&n &ptima
Wolfram Baumann
Cromatografías
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
21/50
Consideration of tpical %alues
'alores típicos0
&* I E I J*Km
7* I L I 7**mm
&I u I &* mms%&
ara una columna de 3 I 6!7 mm el flujo &ptimo típico es f 0 ≈ 1 mlJmin
Anote que / I /'M(: MN / N+➙
pero > O ... orque<
/ I B J u K A u'0+55( KC u
Wolfram Baumann
Cromatografías
H"stimamos entonces el nPmero de platos te&ricospara unos ejemplos Q conclusi&n<
A! B! Cson constantes
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
22/50
=n cromatograma típico
intensidad
'olumen
Miempo<
Wolfram Baumann
Cromatografías
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
23/50
ara separar dos componentes necesitamos
tiempos de retenci&n maor al tiempo '%olumen( muerto 'físico( de una columna
'alores 35 de los componentes distintos ) significativamente *, es decir
reparto diferente de los solutos entre las fases sólida ) líquida-
?sto significa en particular fuerte interacción de los solutos con la fase estacionaria-
e allí0
&- iferentes materiales adecuados para la interacción con los solutos
- Drande superfície de la fase estacionaria
e allí0
&- Fuc:as particulas pequeas
- Cada partícula con muc:os poros
pero0 ¡los poros suficientemente grandes
para que los solutos pueden los penetrar!
Wolfram Baumann
Cromatografías
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
24/50
En un plato teóricoresulta directo de kx́ =Kx (Ss / Vm)
kx́ ~ Ss / Vm
La relaciónsuperfície de los porosde una partícula sobreel volumen de los poros, S/V,tiene que ser grande.esto significa pequeñas partículas.
Wolfram Baumann
Cromatografías
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
25/50
Wolfram Baumann
Cromatografías
totalMaterial surface pore diameter
/m2g-1 /nm
LiChrosorb Si60 5006
LiChrosorb Si10030010
LiChrospher Si100 37010
LiChrospher Si30010030
LiChrospher Si50050 50
LiChrospher Si1000 20 100
LiChrospher Si4000 6 400
"jemplo silica porosa 'erc>(
uede fcilmente que*rar 'I *loquear la columna(
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
26/50
Cromatografías
L+"+ ajors! Agilent: Roto! /2C ,008
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
27/50
:ttp088999-americanlaorator)-com8M&N%1pplication%;otes8&M&JO%;e9%Prontiers%in%C:romatograp:)8
esarrollo de las fases estacionarias
Cromatografías
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
28/50
=na soluci&n moderna Q Core @ ?-ell'-enomeneF: RineteF(
Cromatografías
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
29/50
eramos la difusi&n en core@s-ell otros materiales
Cromatografías
L+"+ ajors! Agilent: Roto! /2C ,008
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
30/50
Aora la altura de platos te&ricos de estos materiales
Cromatografías
L+"+ ajors! Agilent: Roto! /2C ,008
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
31/50
Silica poroso
R+ =nger 1S8T
Cromatografías
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
32/50
Alta porosidadfragil!
Silica:
Nucleosil 1000
Cromatografías
Wolfram Baumann
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
33/50
0.1 µm
Silica: detalle de poros
Cromatografías
Wolfram Baumann
C fí
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
34/50
Silica 1µmPequeñas ésferas porosas,Silica C1 modificadaH. Giesche,K. Unger 1987
Cromatografías
Wolfram Baumann
C t fí
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
35/50
Leparto Q distri*uci&n entre fases
Cromatografías
silica, no modificado
Alumina
silica, modificado polar
silica, modificado no-polar
n-hexanocloroformoéter etílicoácido acético etiléster
acetona1,4-dioxanoacetonitriloisopropanolmetanolagua
flecha: polaridad aumenta
móvil
estacionario
8 m e B c
l a s}
Wolfram Baumann
C t fí
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
36/50
Cromatografías
Tipos de materiales
1. Silica, no modificada2. Silica modificada3. Materiales poliméricos4. Alumina
a: cadenas alcanos: C2C8
C18C30b: arilc: diolod: NH2e: CNf: NO
2g: cargados + o -
y otros
ateriales fase estacionria
Wolfram Baumann
C t fí
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
37/50
ateriales fase estacionria
ProntoSIL Si ProntoSIL C18 AQ PLUS
ProntoSIL C4 ProntoSIL C1
ProntoSIL Phenyl ProntoSIL Amino
ProntoSIL Amino E ProntoSIL Amino H
ProntoSIL CN ProntoSIL OH
Pronto PEARL ProntoPEARL sub2
ronto?U2 C18 ace@"?pE &Q&*, polar imedded groups
ronto?U2 C18 AVpara eluentes con I&*R componente org>nico
ronto?U2 C18 /est>ndar, para proteinas
ronto?U2 C18 ?/alto C. endcappedronto?U2 C50
selectividad planar (carotenoidesQ"
ms
Cromatografías
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
38/50
Legresamos al cromatograma
Cromatografías
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
39/50
=n sistema /2C! mínimo
Cromatografías
-ttp:JJs-odeF-plc+comJ#p@contentJuploadsJ,019J05Jlesson0109+gif
Bisc-off
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
40/50
=n cromatograma típico! idealiado
intensidad
tiempo
=or esta ecuación
?l anc:o de los picos aumenta
con el tiempo de retención.
Cromatografías
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
41/50
Como depende el tiempo de retención de 35T
Cromatografías
'4 + '* (& 2345"
o
t/4 + t* (& 2345"
a' =; (constant for all compounds"
compound * not retained ' = '* = '
m (3
4
′ = *!!"
compound 4 retained ' + '4
Wit: t:e pea3 means a*'* = a4'4
'
4
'*
+a
*
a4
follo9s con a4 ) a
*
'4
'*
= (&234
′ "
and finall)
34
′ ='
4 − '
*
'*
a = 'mi−&(&+ 3
4
6 "−&
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
42/50
Cromatografías
"jemplos prcticos
uestras:concentraciones estimadas!
a optimiar: ≈ 1mgJ10m2
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
43/50
Cromatografías
"jemplos prcticos 'muestras: ≈ 1mgJ10m2(
"Fperimento 1: Euera del disol%ente
Columna0 /= C&U. &J* 4 N,*. JKm
?luent0 &- FeGE 8 EG
MJ8J. M*8&*. UJ8&J. U*8*. OJ8J
- 1C; 8 EG
M*8&*. UJ8&J. U*8*. OJ8J. O*87*
Plujo0 *-J. &-*. &-J. -*. 7-*. ml8min
Fuestra0 enceno, naftaleno, antraceno
2 tiourea o :asta mejor uracil (para qu$T"
etección0 asorción V' en O* nm
Gjetivo0 &- Calcule 3 en cada caso
- Eaga un gr>fico log3 versus R de agua (¡interpreta!"
7- efina en 1C; las condiciones, para que salen
los picos dentro de J min, para e4perimentos m>s tarde
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
44/50
Cromatografías
"jemplos prcticos 'muestras: ≈ 1mgJ10m2(
"Fperimento ,: Cur%a Xan eeemter
Columna0 /= C&U. &J* 4 N,*. JKm
?luent0 FeGE 8 EG
M*8&*
Plujo0 *-J. &-*. &-J. -*. 7-*. J,* ml8min
Fuestra0 enceno, naftaleno, antraceno
2 tiourea (uracil"
etección0 asorción V' en O* nm
Gjetivo0 &- Calcule el nXmero ; ) la altura E de platos teóricos
- Eaga gr>ficos de E + E(flujo", para dos picos con 3 diferente
7- Cual flujo da la mejor resoluciónT
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
45/50
Cromatografías
"jemplos prcticos 'muestras: ≈ 1mgJ10m2(
"Fperimento 5: "fecto de la longitud de onda del etector =XJXU?
Columna0 /= C&U. &J* 4 N,*. JKm
?luent0 &- FeGE 8 EG, M*8&*.
- 1C; 8 EG, U*8*.
Plujo0 -* ml8min
Fuestra0 enceno, naftaleno, antraceno
2 tiourea (uracil"
etección0 asorción V' en **, JN, 7**, ) 7YJ nm
Gjetivo0 &- Calcule 3 en los dos eluentes
- Compare el nXmero de los picos detectados
7- Compare la altura de los picos detectados
Wolfram Baumann
Cromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
46/50
Cromatografías
"jemplos prcticos 'muestras: ≈ 1mgJ10m2(
"Fperimento 6: eterminar cafeína en caf; t; 'de diferentes fuentes(
Columna0 /= C&U. &J* 4 N,*. JKm
?luente0 1C; 8 EG
Plujo0 -J ml8min
Fuestra0 Z$, caf$, ) Coca%Cola, (todos filtrados". *Kl injección directa2 tiourea o uracil
etección0 V'%asorption en O* nm
Gjetivo0 &- etermine la proporción adecuada de 1C; ) agua
- etermine cafeína cuantitativamente en las eidas
Wolfram BaumannCromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
47/50
g
"jemplos prcticos 'muestras: ≈ 1mgJ10m2(
"Fperimento 9: efecto del rea superficial de la fase s&lida de una columna
Pases estacionarias0 Si Y* o Si J*
Si 7** o Si J**
Si &***
?luente0 n%:eptano 8 &,N%dio4ano (MU8"
(¡Condicionar ien el sistema [ no restos de agua!"
Plujo0 ml8min
Fuestra0 tolueno, anisol, N%nitro%anisol 2 tiourea o uracil
etección0 asorción V' en JN nm
iscuta0 3 ) su relación con la superfície de la fase sólida
Compare ) discuta0 Los cromatogramas en Si Y*, otenidos con los siguientes eluentes0
&- n%:eptano8&,N%dio4ano (MU8"
- diclorometano
7- cloroformo
Wolfram BaumannCromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
48/50
g
"jemplos prcticos 'muestras: ≈ 1mgJ10m2(
"Fperimento 7: ?eparaci&n de olig&meros de poliestireno
Columna0 J* 4 N,Y mm. Si &**, JKm
?luente0 &- Fetanol
- Fetanol 8 cloroformo (M*8&*"
7- Fetanol 8 agua (MU8"
Plujo0 ml8min
Fuestra0 pol)st)rene standard, F9 Y**---***. \Jmg8&**ml en metanol
2 uracil
etección0 V' asorption at J* nm
iscuta0 &- ?l cromatograma
- Puerza del disolvente ) retención
7- =oliestireno es polar o no%polarT
Wolfram BaumannCromatografíasWolfram BaumannCromatografías
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
49/50
gg
"jemplos prcticos 'muestras: ≈ 1mgJ10m2(
"Fperimento T: ?o*recargar la columna '%olen de inecci&n o concentraci&n(
Columna0 /= C&U. &J* 4 N,*. JKm
?luente0 1C;8EG, composición vea e4perimento &-
Plujo0 & ml8min
Fuestra0 enceno, naftaleno, antraceno
2 t:iourea o :asta mejor uracil
&- #n)ecte J. *. &**. J** KL (&mg8mL"
- #n)ecte &* KL,
con concentraciones &. &*. J*. **. &*** mg8&* mL
etección0 V' asorption at O* nm
iscuta0 &- Compare los cromatogramas de la seríe &
- Compare los cromatogramas de la serie
7- iscuta los resultados con respecto a la coertura
de la superficie de los poros
-
8/16/2019 1. Curso cromatografía 2016.pptx
50/50
top related