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OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE

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OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE


1.Documentar los principios de la cromatografía así como métodos y reactivos utilizados.



1.1. Definir el concepto de Cromatografía.



1.2. Diferenciar los métodos cromatográficos.



1.3. Registrar los materiales y reactivos necesarios para utilizar un método cromatográfico.




DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE APRENDIZAJE)


1.1.1. Reconocer el método cromatográfico.



1.2.1. Identificar la clasificación de los métodos cromatográficos.



1.3.1. Identificar los materiales necesarios para un análisis cromatográfico.



OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE


1.Documentar la clasificación, principios y aplicaciones de la cromatografía en papel.



2.1. Esbozar la clasificación de la cromatografía planar.



2.2. Explicar los principios de la cromatografía planar.



2.3. lustrar aplicaciones de la cromatografía planar.




DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE APRENDIZAJE)

      1. Identificar la clasificación de la cromatografía planar.



2.2.1. Discutir los principios de la cromatografía planar.



2.3.1. Enunciar las aplicaciones de la cromatografía planar en la industria de alimentos.




OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE


1.Documentar la clasificación, principios y aplicaciones de la cormatografía en columna.



3.1. Esbozar la clasificación de la cromatografía en columna.



3.2. Explicar los principios de la cromatografía en columna.



3.3. Aplicar la cromatografía en columna para la identificación de compuestos.




DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE APRENDIZAJE)

3.1.1. Identificar la clasificación de la cromatografía en columna.



3.2.1. Discutir los principios de la cromatografía en columna.



3.3.1. Identificar compuestos en alimentos utilizando la cromatografía en columna.



OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE


1. Documentar el principio y aplicaciones de la cromatografía en columna.



4.1. Explicar los principios de la cromatografía de gases.



4.2. Ilustrar las aplicaciones de la cromatografía de gases para la identificación de compuestos.




DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE APRENDIZAJE)

4.1.1. Discutir los principios de la cromatografía de gases.



4.2.1. Enunciar las aplicaciones de la cromatografía de gases en la industria de alimentos.




OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE


  1. Documentar el principio y aplicaciones de la cromatografía líquido-líquido.



5.1. Explicar los principios de la cromatografía líquido-líquido.



5.2. Ilustrar las aplicaciones de la cromatografía líquido-líquido para la identificación de compuestos.




DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE APRENDIZAJE)

5.1.1. Discutir los principios de la cromatografía líquido-líquido.



5.2.1. Enunciar las aplicaciones de la cromatografía líquido-líquido en la industria de alimentos.





EVIDENCIA FINAL – ACTIVIDAD

Pa14. Cromatografía adimensional de una mezcla de tientas.

Pa15. Identificación de colorantes en alimentos por cromatografía en papel.

Pa16. Separación de pigmentos naturales por cromatografía en columna.








Objetivo de Aprendizaje:

Documentar los principios de la cromatografía así como métodos y reactivos utilizados.


Criterio de Aprendizaje:

Definir el concepto de cromatografía.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor dará a los educandos la definición de análisis cromatografía.


Definición de Cromatografía

La cromatografía fue inventada por el botánico ruso Mikhail Tswett poco después del inicio de este siglo. Tswett hizo pasar soluciones que contenían pigmentos vegetales, como clorofilas y xantofilas, a través de columnas de vidrio empacadas con carbonato de calcio dividido finamente. Las especies separadas aparecían como bandas coloridas sobre la columna, lo cual explica el nombre que se escogió para el método (del griego chroma, que significa “color” y graphein, que significa “describir”).

Las técnicas de cromatografía se utilizan ampliamente en la industria de alimentos, un ejemplo es la determinación de los colorantes naturales y/o artificiales presentes en éstos.

La cromatografía es un método analítico empleado ampliamente en la separación, identificación y determinación de los componentes químicos en mezclas complejas. El término cromatografía ha sido aplicado a una gran variedad de sistemas y técnicas. Sin embargo, todos estos métodos tienen en común el empleo de una fase estacionaria y una fase móvil.

La cromatografía es una técnica en la cual los componentes de una mezcla son separados con base en las velocidades a las cuales son pasados a través de una fase estacionaria por una fase móvil gaseosa o líquida.

Los métodos analíticos más importantes dentro de la separación continua por contracorriente son las diferentes variantes de cromatografía.


Criterio de Aprendizaje:

Diferenciar los métodos cromatográficos.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor indicará a los educandos la clasificación de los métodos cromatográficos.


Métodos Cromatográficos

La Cromatografía se puede definir como el conjunto de métodos que permite separar, identificar y determinar compuestos afines en mezclas complejas que no podrían separarse de otra manera.

Todos estos métodos utilizan una fase estacionaria y una fase móvil. La muestra se disuelve en la fase móvil que puede ser un gas, un líquido o un líquido supercrítico. Esta fase móvil se hace pasar a través de la fase estacionaria inmiscible, la cual se mantiene fija en una columna o sobre una superficie sólida. Las dos fases se eligen de tal forma, que los componentes de la muestra se distribuyen de forma distinta entre la fase móvil y la fase estacionaria.

En cromatografía de gases, la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatográfica. La elución se produce por el flujo de una fase móvil de un gas inerte. La fase móvil no interacciona con las moléculas del analito; su única función es la de transportar el analito a través de la columna.

Hay dos tipos de cromatografía de gases: la cromatografía gas-sólido y la Cromatografía gas-líquido.

La cromatografía gas-sólido se basa en una fase estacionaria sólida en la cual se produce la retención de los analitos como consecuencia de la adsorción física. La cromatografía gas-líquido tiene como base la distribución del analito entre una fase móvil gaseosa y una fase líquida inmovilizada sobre la superficie de un sólido inerte.

Una forma muy común de clasificar los métodos cromatográficos es en base a sus características mas obvias, como por ejemplo, cromatografía en papel, por intercambio iónico y gas - líquida. Algunas veces no esta bien claro el mecanismo de separación y encontramos términos tan vagos como cromatografía en columna.

Independientemente del mecanismo el enfoque general matemático es el mismo. En el desarrollo de este tema será conveniente referirnos a la fase estacionaria como la columna, y a veces dicha "columna" será una hoja de papel, más frecuente llamada cama cromatográfica.

Los métodos de cromatografía plana incluyen la cromatografía en capa fina, cromatografía en papel y la electrocromatografia. En todos los casos se emplea una capa horizontal relativamente delgada de un material que es a la vez soporte, o que se coloca sobre una superficie de vidrio, plástico o metálica. La fase móvil se mueve a través de la fase estacionaria por capilaridad, a veces ayudada por gravedad o con un potencial eléctrico. La cromatografía plana en algunas ocasiones se denomina cromatografía bidimensional, aunque esta descripción no es estrictamente correcta puesto que la fase estacionaria tiene un grosor definido.

Por lo común, la cromatografía plana se basa en la técnica de la capa fina, que es rápida, tiene una mejor resolución, y es más sensible que su alternativa en papel.

Desde el punto de vista teórico, los tipos de fases móviles y estacionarias, así como las aplicaciones de cromatografía en capa fina son muy similares a las de la cromatografía de líquidos. Una importante aplicación de la cromatografía en capa fina es la de servir como una guía para el desarrollo de las condiciones óptimas para realizar separaciones por cromatografía de líquidos en columna. Las ventajas de seguir este procedimiento son la rapidez y el bajo costo de los ensayos experimentales en capa fina.

La cromatografía en capa fina se ha convertido en la herramienta de batalla de la industria de la medicina para los importantes controles de la pureza del producto. También ha encontrado un amplio uso en los laboratorios clínicos y es la piedra angular de muchos estudios bioquímicos y biológicos.

La muestra puede introducirse en cualquiera de las fases, según sea conveniente, y siempre en la forma más pequeña y compacta posible, con objeto de proporcionar un punto de partida preciso. Al proseguir el experimento se notarán dos efectos principales: 1) el movimiento de la zona o parte del soluto con referencia a la columna, y 2) el ensanchamiento de dicha zona. También es posible observar otros efectos, incluyendo la simetría disminuida de la zona, que puede tomar la forma de cola o deslave.




Criterio de Aprendizaje:

Registrar los materiales y reactivos necesarios para utilizar un método cromatográfico.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor indicará a los educandos los requerimientos de un análisis cromatográfico.


Métodos Cromatográficos

Para realizar un análisis cromatográfico se deben seguir las siguientes etapas:

1.Adsorción de las sustancias a separar, normalmente disueltas en disolventes no polares como éter de petróleo.

2.Desarrollo, en que los materiales adsorbidos se extienden por la acción de un flujo continuo de la disolución o de un disolvente puro.

3.Recuperación de los componentes separados, realizada normalmente por elución del material adsorbido mediante un disolvente más polar, o varios disolventes sucesivamente empleados, que van separando los materiales deseados.

4.Identificación y medida de las sustancias individuales por distintos medios, como reacciones coloreadas, fluorescencia ultravioleta, espectrofotometría de absorción, etc.

La eficacia de la separación depende de factores como la naturaleza química de los componentes a separar, del disolvente y del absorbente; la geometría de la columna, la velocidad y el flujo de la disolución y del disolvente utilizado en el desarrollo del cromatograma.

La cromatografía es actualmente uno de los métodos más utilizados para la separación de especies químicas estrechamente relacionadas entre sí. Además, se puede emplear para la identificación cualitativa y para la determinación cuantitativa de las especies.

- Análisis Cualitativo. El cromatograma proporciona información acerca de las especies de la muestra: tiempo de retención o su posición en la fase estacionaria tras un cierto período de elución.

- Análisis Cuantitativo. La cromatografía puede proporcionar también información cuantitativa acerca de las especies separadas. Esto se logra a través de los siguientes métodos: Análisis basados en la altura de pico y Análisis basados en las áreas de pico, éstos en combinación con el método de estándar interno, método de estándar externo y método de la normalización de áreas.


Objetivo de Aprendizaje:

Documentar la clasificación, principios y aplicaciones de la cromatografía en placa y papel.

Criterio de Aprendizaje:

Explicar la clasificación de la cromatografía planar.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor indicará a los educandos la clasificación de la cromatografía planar.


Cromatografía Planar

Uno de los primeros recursos durante el desarrollo de las técnicas cromatográficas fue el uso de una hoja de papel filtro (celulosa) como base estacionaria inerte para sostener un líquido; por esto la técnica se denomina cromatografía en papel. El papel se humedece por absorción de vapor de agua, así, la fase estacionaria es un líquido polar sostenido en papel. Luego se permite que otro disolvente (rico en una sustancia más apolar) migre hacia arriba o hacia abajo en el papel por acción capilar. Cuando este disolvente de revelado llega al punto del papel (origen) en el cual se puso una porción de la muestra, cada sustancia de ésta se disuelve en distinta medida entre la fase apolar migratoria y la fase polar estacionaria. Este fraccionamiento basado en la solubilidad prosigue mientras el disolvente siga moviéndose a lo largo del papel. Las sustancias más solubles en agua se mueven con mayor lentitud que las solubles en la fase orgánica móvil.

El grado de migración de una sustancia se expresa como el valor Rf, el cual se define como sigue:

Rf = distancia recorrida por la sustancia/distancia total recorrida por el disolvente de revelado

Ambas distancias se miden a partir del origen (punto de aplicación de la muestra).

Si las muestras contienen muchas sustancias, es posible aumentar las zonas de resolución dejando secar el papel y haciendo migrar después un segundo disolvente en dirección perpendicular a la del primero. Este método se conoce como análisis bidimensional.

CROMATOGRAFIA EN CAPA FINA

Uno de los métodos de cromatografía plana son la cromatografía en capa fina (TLC) y la cromatografía en papel (PC).

Las separaciones en capa fina características se realizan en placas horizontales de vidrio o plástico que se recubren con una capa delgada y adherente de partículas finamente divididas; esta capa constituye la fase estacionaria.

Las placas de capa fina se obtienen de varias fuentes comerciales. Las placas comerciales se presentan en dos categorías: la convencional y la de alta resolución. Las primeras tienen capas más delgadas. Las placas de alta resolución por lo general tienen películas más delgadas.


Criterio de Aprendizaje:

Explicar los principios de la cromatografía planar.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor indicará a los educandos los principios de la cromatografía planar.


Cromatografía Planar

APLICACIÓN DE LA MUESTRA

La aplicación de la muestra es tal vez el aspecto más crítico de la cromatografía en capa fina, sobre todo cuando se trata de medidas cuantitativas. Por lo general, una disolución de 0.01 al 0.1% de la muestra se aplica como una mancha a 1 0 2 cm del extremo de la placa. Para una separación más eficaz, la mancha debería tener un diámetro mínimo. En el caso de disoluciones diluidas, se realizan tres o cuatro aplicaciones superpuestas desecando la zona entre aplicación y aplicación.

La aplicación manual de las muestras se realiza por contacto entre la placa y un tubo capilar que contiene la muestra, o utilizando una jeringa hipodérmica. Comercialmente se ofrecen varios aplicadores mecánicos que mejoran la precisión y exactitud de la aplicación de la muestra.



DESARROLLO DE LA PLACA

El desarrollo de la placa es un proceso en el cual la muestra es transportada por la fase móvil a través de la fase estacionaria. La forma más común de desarrollar una placa consiste en depositar una gota de la muestra cerca de uno de los extremos de la placa, y marcar su posición con un lápiz. Una vez que se ha evaporado el disolvente, se coloca la placa en un recipiente cerrado y saturado con los vapores del disolvente con el que se efectuará el desarrollo, procurando que éste no se ponga en contacto directo con la muestra. Después que el disolvente ha pasado a través de la mitad o las dos terceras partes de la longitud de la placa, se retira ésta del recipiente y se seca. Las posiciones de los componentes de la muestra se determinan por cualquiera de los procedimientos habituales.

LOCALIZACION DE LOS ANALITOS EN LA PLACA

Después de la separación existen diversos procedimientos para localizar los componentes de la muestra (proceso llamado visualización o revelado). Dos de los métodos que ordinariamente se utilizan con la mayoría de las mezclas de sustancias orgánicas, consisten en nebulizar sobre la placa una disolución de yodo o de ácido sulfúrico, que reaccionan con los compuestos orgánicos para dar productos oscuros. También se utilizan otros reactivos específicos (como la ninhidrina) para localizar las especies separadas.

Otro método de detección se basa en la incorporación de un material fluorescente a la fase estacionaria. Una vez que ha finalizado el desarrollo, se examina la placa bajo una luz ultravioleta. Los componentes de la muestra eliminan la fluorescencia del material de tal forma que, toda la placa exhibe fluorescencia excepto los lugares donde se encuentran los componentes de la muestra no fluorescentes.


Criterio de Aprendizaje:

Ilustrar aplicaciones de la cromatografía planar.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor ilustrará aplicaciones de la cromatografía planar.


Aplicaciones de la Cromatografía Planar

Por lo general, los datos de un solo cromatograma no proporcionan la información suficiente para poder identificar las distintas especies presentes en una mezcla, debido a la variabilidad de los valores de Rf con el tamaño de la muestra, la placa de capa fina, y las condiciones existentes durante el desarrollo. Además, siempre existe la posibilidad de que dos solutos bastante diferentes puedan presentar valores de Rf idénticos o casi idénticos en unas condiciones determinadas.

Variables que afectan los valores de Rf. Los factores más importantes que determinan la magnitud del Rf incluyen el grosor de la fase estacionaria, la humedad que contienen las fases móvil y estacionaria, la temperatura, el grado de saturación de la cámara de desarrollo con los vapores de la fase móvil, y el tamaño de muestra.

Uso de Patrones. Uno de los métodos que a menudo proporciona una identificación tentativa de los componentes de la muestra, consiste en aplicar a la placa la muestra desconocida y disoluciones de muestras purificadas de las especies que se espera encontrar en la muestra desconocida. La coincidencia de los valores Rf entre algunas de las manchas de la muestra desconocida con el de alguna de los estándar proporciona una gran evidencia para la identificación de los componentes de la muestra a analizar.

Métodos de elución. La identificación de los analitos separados también se puede confirmar o establecer raspando y disolviendo la mancha. En este caso, se raspa la zona de la placa que contiene el analito mediante una espátula o navaja, y se recoge el sólido sobre un papel satinado. A continuación se transfiere a un tubo de ensayo u otro recipiente, donde el analito se disuelve con un disolvente adecuado y se separa de la fase estacionaria por centrifugación o filtración. La identificación se realiza mediante técnicas como la espectrometría de masas, resonancia magnética nuclear o la espectroscopia de infrarrojo.

Análisis Cuantitativo. Comparando el área de la mancha del estándar con la del analito, se puede hacer una estimación semicuantitativa de la cantidad del componente presente. Se obtienen mejores resultados si se raspa la mancha de la placa, se extrae el analito del sólido que forma la fase estacionaria, y se determina el analito por algún método físico o químico adecuado. Un tercer procedimiento consiste en utilizar un densitómetro de barrido que consiste en medir la radiación emitida de la mancha por fluorescencia o reflexión.


Objetivo de Aprendizaje:

Documentar la clasificación, principios y aplicaciones de la cromatografía en columna.


Criterio de Aprendizaje:

Esbozar la clasificación de la cromatografía en columna.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor indicará a los educandos la clasificación de la cromatografía en columna.


Cromatografía en Columna

Las aplicaciones de la cromatografía han aumentado en gran manera en las últimas cuatro décadas, debido, no solo al desarrollo de nuevos y diversos tipos de técnicas cromatográficas, sino también en la gran demanda, por parte de los científicos, de mejores métodos para la caracterización de mezclas complejas. El tremendo impacto de esos métodos en la ciencia se confirmó al otorgarse el Premio Nobel de 1952 a A. J. P. Martin y R.L.M. Synge por sus descubrimientos en este campo. Más impresionante es quizás, la lista de doce premios Nobel conseguidos entre 1937 y 1952, los cuales se basaron en trabajos en los que la cromatografia tenía un papel vital.

Uno de los métodos cromatograficos es la cromatografía en columna, en la cual, la fase estacionaria se mantiene dentro de un tubo estrecho a través del cual se hace pasar la fase móvil por presión o por gravedad.


CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS CROMATOGRÁFICOS EN COLUMNA

CLASIFICACION GENERAL

MÉTODO ESPECÍFICO

FASE ESTACIONARIA

TIPO DE EQUILIBRIO

Cromatografía líquida (CL)

(fase móvil:líquida)

Líquido-líquido o partición

Liquido adsorbido sobre un sólido

Partición entre líquidos inmiscibles


Líquido-fase unida

Especies orgánicas unidas a una superficie sólida

Partición entre líquido y superficie unida


Líquido-sólido o adsorción

Sólido

Adsorción


Intercambio de iones

Resina de intercambio iónico

Intercambio iónico


Exclusión por tamaño

Líquido en intersticios de un sólido polimérico

Partición/tamizado

Cromatografía gaseosa (CG)

(fase móvil:gas)

Gas-líquido

Líquido adsorbido sobre un sólido

Partición entre gas y líquido


Gas-fase unida

Especies orgánicas unidas a una superficie sólida

Partición entre líquido y superficie unida


Gas-sólido

Sólido

Adsorción

Cromatografía fluida supercrítica (CFS) (fase móvil:fluido supercrítico)


Especies orgánicas unidas a una superficie sólida

Partición entre fluido supercrítico y superficie unida






Criterio de Aprendizaje:

Explicar los principios de la cromatografía en columna.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor explicará a los educandos los principios de la cromatografía en columna.


Cromatografía en Columna

Dos sustancias A y B se separan en una columna por elución. La elución implica el transporte de una especie a través de una columna por la adición continuada de nueva fase móvil. Una porción de la muestra, contenida en la fase móvil, se introduce en la parte superior de la columna (tiempo t0) y a continuación los componentes de la misma se distribuyen entre las dos fases. La introducción de fase móvil adicional (el eluyente) hace que la fase móvil que contiene una parte de la muestra se mueva hacia abajo por la columna, donde tiene lugar un posterior reparto entre la fase móvil y las porciones nuevas de fase estacionaria (tiempo t1 ). Al mismo tiempo tiene lugar una distribución entre el disolvente nuevo y la fase estacionaria en el lugar en que inicialmente se ubicaba la muestra. Sucesivas adiciones de fase móvil hacen descender las moléculas de analito por la columna en una serie continua de transferencias entre las fases estacionaria y móvil. Sin embargo, debido a que el movimiento de los componentes de la muestra sólo puede ocurrir en la fase móvil, la velocidad promedio con que la especie migra depende de la fracción de tiempo que reside en esta fase. Esta fracción es pequeña para las sustancias que son retenidas fuertemente por la fase estacionaria y es grande cuando es más probable la retención en la fase móvil. En el mejor de los casos, la diferencia de velocidad que resulta hace que se separen los componentes de la mezcla en dos bandas, o zonas, que se extienden a lo largo de la columna ( ver tiempo t2 en la figura). El aislamiento de las especies separadas se consigue haciendo pasar suficiente fase móvil a través de la columna hasta que las bandas individuales salen de ella, pudiendo así detectarse o recogerse independientemente (tiempos t3 y t4).

CROMATOGRAMAS

Si un detector que responde a la presencia del analito se coloca al final de la columna, y se representa su señal en función del tiempo (o del volumen de fase móvil añadido), se obtienen una serie de picos. Este gráfico se denomina cromatograma y el útil tanto para el análisis cualitativo como cuantitativo.

EFECTO DE LAS VELOCIDADES DE MIGRACION Y DE ENSANCHAMIENTO DE BANDA EN LA RESOLUCION

Es evidente que el movimiento descendente por la columna aumenta la distancia entre las dos bandas; sin embargo, al mismo tiempo tiene lugar un ensanchamiento de las mismas, lo que disminuye la eficacia de la columna como sistema de separación. Aunque el ensanchamiento de banda es inevitable, por lo común se pueden encontrar unas condiciones en las que ocurra más lentamente que la separación de bandas, de este modo, con frecuencia es posible una resolución clara de las especies siempre que la columna sea lo bastante larga.

Hay dos métodos para mejorar la separación de una hipotética mezcla de dos componentes: 1) Modificar las condiciones de tal manera que el primer componente se mueva a través de la columna a una mayor velocidad que el segundo componente, 2) Disminuir las velocidades de ensanchamiento de zona.



































A)

Muestra Fase móvil



A + B


A


B



Columna de

relleno






detector

t0 t1 t2 t3 t4

B)




t0 t1 t2 t3 t4

TIEMPO



A) Diagrama que muestra la separación de una mezcla de componentes A y B por cromatografía de elución en columna. B) salida de la señal del detector en las diversas fases de la elución mostradas en A).

VELOCIDADES DE MIGRACION DE LAS ESPECIES

La efectividad de una columna cromatográfica para separar dos analitos depende, en parte, de las velocidades relativas con las que eluyen las dos especies.

En general, los equilibrios de distribución implicados en cromatografía se describen por ecuaciones simples que suponen la transferencia de un analito entre las fases estacionaria y móvil.



Criterio de Aprendizaje:

Aplicar la cromatografía en columna para la identificación de compuestos.


Didáctica de Enseñanza:

Ej. El Profesor indicará a los educandos cómo se lleva a cabo la cromatografía en columna (sesión de laboratorio)


Aplicación de la Cromatografía en Columna

Este tema se desarrolla en una sesión de laboratorio en la que el profesor indicará c¿cómo se lleva a cabo la cromatografía en columna, se complementa con la realización de la práctica.


Objetivo de Aprendizaje:

Documentar el principio y aplicaciones de la cromatografía de gases.


Criterio de Aprendizaje:

Explicar los principios de la cromatografía de gases.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor explicará a los educandos los principios de la cromatografía de gases.


Cromatografía de Gases

En la cromatografía gas-líquido (CGL), o cromatografía de gases (CG), los componentes de una muestra que se vaporiza son fraccionados como consecuencia de ser repartidos entre una fase gaseosa móvil y una fase estacionaria líquida mantenidas en una columna.

Los componentes básicos de un instrumento típico para realizar la cromatografía de gases son los siguientes:

  • Suministro del gas acarreador. La fase móvil gaseosa debe ser químicamente inerte. El helio es la fase móvil más común, aunque también se emplean argón, nitrógeno e hidrógeno. Estos gases se suministran en tanques presurizados.

  • Sistema de inyección de muestra. Para que la columna sea eficiente, es necesario que la muestra sea de un tamaño apropiado para que pueda ser introducida como “tapón” de vapor. Se utilizan microjeringas calibradas o los equipos ya incluyen su sistema de inyección de la muestra.

  • Columnas empacadas. Tanto las columnas empacadas como las tubulares abiertas (o capilares) se emplean en la cromatografía gas-líquido.

  • Detectores. Los dispositivos para la detección en la cromatografía gas-líquido deben responder rapidamente a concentraciones muy pequeñas de solutos a medida que salen de la columna. Los detectores más comúnmente empleados son el detector de conductividad témica, detector de ionización en flama.


La fase líquida para la cromatografía gas-líquido debe tener las siguientes propiedades deseables:

  • Baja volatilidad

  • Estabilidad térmica

  • Inercia química

  • Características disolventes


Criterio de Aprendizaje:

Ilustrar las aplicaciones de la cromatografía de gases para la identificación de compuestos.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor dará a conocer a los educandos las principales aplicaciones de la cromatografía de gases.


Aplicaciones de la Cromatografía de Gases

La cromatografía gas-líquido se emplea en especies que son muy volátiles y estables térmicamente a temperaturas superiores a pocos cientos de grados Celsius. Gran número de compuestos de interés para el hombre tienen estas cualidades. La cromatografía de gases se ha empleado ampliamente en la separación y determinación de los componentes en ingresos de tipos de muestras.

Algunas de estas aplicaciones son:

  • Determinación de cetonas.

  • Determinación de alcaloides (cocaína, codeína, morfina, quinina).

  • Determinación de esteroides (estradios, dihidroequilina, testosterona, estrona, equilina).

  • Determinación de compuestos aromáticos clorados (clorobenceno, hexacloroetano, hexaclorobutadieno, cloronaftaleno, etc.).

  • Determinación de alcoholes en la sangre (metanol, isopropanol, etanol, propanol, etc.).

  • Determinación de los componentes de aceites de semillas.


Objetivo de Aprendizaje:

Documentar el principio y aplicaciones de la cromatografía líquido-líquido.


Criterio de Aprendizaje:

Explicar los principios de la cromatografía líquido-líquido.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor explicará a los educandos los principios de la cromatografía líquido-líquido.


Cromatografía Líquido-líquido

La cromatografía de partición se ha convertido en el procedimiento más empleado de todos los de cromatografía líquida. Esta técnica se puede subdividir en cromatografía líquido-líquido y líquido-fase combinada. La diferencia entre las dos es el método por el cual la fase estacionaria se mantiene sobre las partículas del soporte del empaque. Con la cromatografía líquido-líquido, la retención es por adsorción física, en tanto que en la de fase combinada intervienen enlaces covalentes.

En la cromatografía de partición líquido-líquido la fase estacionaria es un disolvente que se mantiene en su sitio por adsorción sobre la superficie de las partículas del empaque.

En la cromatografía de partición líquido-fase combinada, la fase estacionaria es una especie orgánica que está fija a la superficie de las partículas mediante enlaces químicos.

Hay dos tipos de cromatografía de partición:

  • En la cromatografía de fase normal el analito menos polar es eluido primero.

  • En la cromatografía de fase invertida, el analito menos polar es eluido al final.


Cromatografía de Adsorción de Comportamiento Elevado

Todos los trabajos iniciales en cromatografía se basarón en la adsorción de las especies de analitos sobre una superficie sólida, un método en el cual la fase estacionaria es la superficie de un sólido polar finamente dividido. Con un empque así, el analito compite con la fase móvil por sitios sobre la superficie del empaque y la retención es el resultado de las fuerzas de adsorción.


Criterio de Aprendizaje:

Ilustrar las aplicaciones de la cromatografía líquido-líquido para la identificación de compuestos.


Didáctica de Enseñanza:

Ex. El Profesor dará a conocer a los educandos las principales aplicaciones de la cromatografía líquido-líquido.


Aplicaciones de la Cromatografía Líquido-líquido

Algunas aplicaciones comunes de la cromatografía de partición de fase combinada son: Identificación de aditivos en refrescos (vitamina C, sacarina, cafeína, benzoato de sodio) e identificación de insecticidas de fosfatos orgánicos (metil paratión, ciodrina, paratión, difonate, diazinón, EPN, ronnel, tririón).

Las aplicaciones comunes de la Cromatografía de Partición de Comportamiento Elevado son:

Campo

Mezclas Típicas

Productos farmacéuticos

Antibióticos, sedantes, esteroides, analgésicos.

Productos bioquímicos

Aminoácidos, proteínas, carbohidratos, lípidos.

Productos alimenticios

Edulcorantes artificiales, antioxidantes, aflatoxinas, aditivos.

Sustancias químicas industriales

Aromáticos condensados, tensoactivos, propelentes, colorantes.

Contaminantes

Pesticidas, herbicidas, fenoles, PCBs.

Química forense

Fármacos, venenos, alcohol en sangre, narcóticos.

Medicina clínica

Ácidos biliares, metabolitos de fármacos, extractos urinarios, estrógenos.



Evidencia Final:

Pa14. Cromatografía adimensional de una mezcla de tintas.


Práctica 14. Cromatografía adimensional de una mezcla de tintas.

Instrucciones: El educando será hábil en el manejo de la cromatografía en papel.


REACTIVOS, MATERIALES Y EQUIPO

vaso de precipitado de 250 ml.

papel Whatman No. 1 o No. 3

vidrio de reloj

Tintas comerciales negra y marrón

Eluente No. 1 (3 Volumen de alcohol N-butilico, 1 Volumen de CH3CH2OH 2 Volumen de NaOH2N)

Eluente No. 2 (15 Vol. De agua destilada, 3 vol. De CH3CH2OH 2 vol. De solución saturada de (NH4) 2SO4.


METODOLOGÍA

1.Corte un trozo de papel filtro Whatman No. 1 o 3 en rectángulo de aproximadamente 3 x 5 cm.

2.Marcar con un lápiz uno de los extremos a una distancia de 1 cm. De la base inferior del rectángulo de papel una línea de aplicación.

3.Sobre la línea anterior marque 2 puntos cercanos a la esquina derecha del papel a una distancia de un centímetro un punto de otro punto.

4.Aplique una gota de tinta negra en uno de los puntos y en el otro punto una gota de tinta café.

5.Fijar el extremo opuesto del papel con cinta adhesiva en el vidrio de reloj de manera que quede suspendido verticalmente dentro del vaso, tocando apenas el fondo de este.

6.Retire el vidrio de reloj con el cromatograma.

7.Colocar dentro del vaso una pequeña cantidad de eluente No. 1 (que solo toque la parte inferior del cromatograma a una altura no mayor que la mitad de la línea de aplicación)

8.Coloque el vidrio de reloj con el cromatograma (dentro del vaso)

9.Deje correr el eluente.

10.Anote los distintos pigmentos que se hayan separado de cada tinta.

11.Cuando haya llegado el eluente al mas alto nivel posible retire el cromatograma del vaso, despéguelo del vidrio de reloj

12.Deje secar el cromatograma

13.Enrolle el cromatograma por su parte mas larga formando un cilindro quedando las manchas hacia fuera.

14.Péguelo con grapa o cinta adhesiva

15.Introdúzcalo en un recipiente limpio en el que se ha colocado eluente No. 2 de manera que los puntos de aplicación estén cerca del nivel del liquido.

16.Deje correr el eluente hasta su nivel mas alto.

17.Deje secar



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