Separaciones Cromatográficas
Las separaciones cromatográficas resuelven mezclas en sus componentes explotando la distribución diferencial de los analitos entre una fase estacionaria y una fase móvil.
Definition
La cromatografía es una familia de métodos de separación analítica en los que los componentes de una mezcla se particionan entre una fase estacionaria y una fase móvil, de modo que migran a diferentes velocidades y emergen resueltos en el tiempo o el espacio.
Scope
Esta área abarca las principales técnicas de separación de la química analítica: cromatografía de gases, cromatografía líquida en su forma de alta resolución y electroforesis capilar, junto con la teoría subyacente de la migración y el ensanchamiento de bandas. Trata la tecnología de columnas, la selección de la fase móvil y estacionaria, la detección y las figuras de mérito —retención, resolución y número de platos— que describen una separación. Se menciona el acoplamiento de estas separaciones a detectores espectrométricos y de masas, pero los detectores en sí se tratan en sus propias áreas.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cómo la partición diferencial entre dos fases separa los componentes de una mezcla?
- ¿Qué determina la resolución y cómo se equilibran la eficiencia, la selectividad y la retención?
- ¿Cómo se eligen los métodos de gases, líquidos y electroforéticos para una clase de analito determinada?
- ¿Cómo se relaciona cuantitativamente un pico cromatográfico con la cantidad de analito?
Key theories
- Teoría de platos y teoría de la velocidad (van Deemter)
- La eficiencia de una columna se expresa como un número de platos teóricos; la teoría de la velocidad de van Deemter relaciona la altura de plato con la velocidad de flujo a través de las contribuciones de la difusión de remolino, la difusión longitudinal y la resistencia a la transferencia de masa, prediciendo una velocidad óptima para un ensanchamiento mínimo de banda.
- Partición diferencial y retención
- Cada analito se distribuye entre las fases móvil y estacionaria según su constante de distribución; el factor de retención resultante establece cuánto tiempo permanece en la columna, y las diferencias en la retención entre los analitos, combinadas con la eficiencia de la columna, determinan si se resuelven.
Mechanisms
Se introduce una muestra en una corriente de fase móvil que pasa sobre o a través de una fase estacionaria. Los analitos que interactúan más fuertemente con la fase estacionaria se mueven más lentamente, por lo que los componentes se separan a medida que atraviesan la columna y llegan al detector en diferentes momentos. El detector registra una serie de picos; su posición identifica los analitos frente a los estándares y su área los cuantifica. El ensanchamiento de banda debido a la difusión y la resistencia a la transferencia de masa limita la proximidad con la que los picos pueden resolverse.
Clinical relevance
Las separaciones cromatográficas son indispensables en el análisis farmacéutico, la toxicología clínica y forense, la monitorización de contaminantes ambientales, el análisis de alimentos y sabores, y la biotecnología, porque pueden resolver y cuantificar muchos analitos de matrices complejas en una sola corrida.
History
La cromatografía comenzó con la separación de pigmentos vegetales de Mikhail Tswett en 1906 en una columna empaquetada. La teoría de la partición de Martin y Synge en la década de 1940, por la que recibieron el Premio Nobel, proporcionó la base conceptual y condujo a la cromatografía gas-líquido. La teoría de la velocidad de van Deemter y la columna capilar de tubo abierto de Golay en la década de 1950 establecieron la comprensión cuantitativa moderna de las separaciones.
Key figures
- Mikhail Tswett
- Archer Martin
- Richard Synge
- Marcel Golay
Related topics
Seminal works
- tswett1906
- vandeemter1956
- skoog2017
Frequently asked questions
- ¿Cuál es la diferencia entre la cromatografía de gases y la líquida?
- Ambas separan por partición diferencial, pero la cromatografía de gases utiliza un gas inerte como fase móvil y es adecuada para analitos volátiles y térmicamente estables, mientras que la cromatografía líquida utiliza una fase móvil líquida y maneja compuestos no volátiles, polares o térmicamente lábiles.
- ¿Qué significa resolución en cromatografía?
- La resolución mide cuán completamente se separan dos picos adyacentes; mejora con mayores diferencias en la retención, mayor eficiencia de la columna y selectividad apropiada, y es necesaria para cuantificar cada componente sin superposición.