La cromatografía de gases es una técnica de separación que es utilizada en procesos analíticos debido a su gran capacidad al momento de separar mezclas gaseosas complejas.

Cromatografía de Gases

Andrade Bryan1; Borja Samantha2; Utreras Steven 3

1,.2.3Escuela Politécnica Nacional, Facultad de Ingeniería Química, Quito, Ecuador

Resumen

La cromatografía de gases es una técnica de separación que es utilizada en procesos analíticos debido a su gran capacidad al momento de separar mezclas gaseosas complejas. El mayor limitante que posee esta técnica se encuentra marcado por aquellas sustancias que no presentan estabilidad térmica a elevadas temperaturas. Se estudió que el método de separación por el cual opera esta técnica consiste en la distribución entre dos fases, la fase estacionaria que es la que interactúa en diferentes grados de afinidad con los componentes de la muestra y la fase gaseosa o móvil compuesta por un gas portador el cual debe ser inerte y de elevada pureza además es el que transporta la muestra por todo el sistema cromatográfico. También se indicó las principales partes que componen al cromatógrafo entre ellas se encuentra el sistema de inyección, el horno y la columna cromatográfica, los detectores y el sistema de registro.

Palabras Claves: Cromatografía de gases, mezclas complejas, separación, técnica analítica.

Gas chromatography

Abstract

Gas chromatography is a separation technique that is used in analytical processes due to its great ability at the moment to separate complex gas mixtures. The greatest limitation that has this technique is marked by those substances that don´t have thermal stability at high temperatures. The method of separation was studied  and the operation of this technique consists of the distribution between two phases, the stationary phase which is which interacts in different degrees of affinity with the components of the sample and the gaseous or mobile phase consisting of a carrier which must be inert gas and high purity also the gas carry the sample throughout the chromatographic system. Also indicated the main parts that make up the gas chromatograph including is the injection system, the oven and column chromatographic, detectors and the registration system.

Key Words: Gas chromatography, complex mixtures, separation, analytical technique.

^[1] 1. INTRODUCCIÓN

La cromatografía es una técnica de separación física de mezclas complejas; este tipo de separación se empezó a utilizar desde 1850 por F.F. Runge para la separación de anilinas, a esa técnica se la conoció como cromatografía de papel. Los antecedentes de la cromatografía de gases fueron con Tswett en 1906 cuando se utilizaron columnas de gas empacadas para con un adsorbente para separar pigmentos vegetales. Finalmente en 1952, Martin y James, emplearon una bureta aromática para detectar y determinar ácidos y bases; hasta que en 1955 se lanzaron al mercado los primeros cromatógrafos de gases con un detector de conductividad térmica que detectaba ciertos grupos funcionales.

La técnica de cromatografía de gases es importante en las industrias, ya que se realizan controles de calidad de la pureza de los componentes de un producto o se monitorea la reacción de formación de un producto. Se utiliza en diversas áreas como:

• Medioambiente: análisis de pesticidas y herbicidas, análisis de hidrocarburos, semivolátiles y volátiles, análisis del aire.

• Alimentos y Aromas: fragancias y aromas, aceites, bebidas, ácidos orgánicos, azúcares.

• Química industrial: alcoholes, ácidos orgánicos, aminas, aldehídos y cetonas, ésteres y glicoles, hidrocarburos, disolventes, anilinas, gases inorgánicos.

• Derivados del petróleo: gas natural, gases permanentes, gasolinas, gasóleos, parafinas

2. MARCO TEÓRICO

Para el proceso de separación se utiliza un cromatógrafo de gases que se encuentra formado de los siguientes componentes:

Fase móvil y Fase estacionaria

Este método de separación se basa en la separación de los componentes de una mezcla a través de dos fases. La fase móvil puede ser liquida, gaseosa o un fluido supercrítico, estas deben ser inertes para no reaccionar con la fase estacionaria y generalmente se usan gases inertes como Helio, Argón o Nitrógeno. Su función se limita a transportar la mezcla a través de la fase estacionaria. Mientras que la fase estacionaria se encarga de la separación de los componentes de la mezcla, esta puede ser solida o liquida. La característica más importante de la fase estacionaria es que su retención relativa sea lo suficientemente alta respecto a las condiciones del punto de ebullición y coeficiente de actividad de los componentes de la mezcla (Holguín 2004).

Para escoger la fase estacionaria correcta se toman en cuenta ciertos parámetros como: los límites de temperatura del analito que se desea analizar, reacciones irreversibles que pueden darse en la columna, la polaridad de las muestras que se desea analizar.

Columna

Las columnas se encuentran hechas de cobre, acero inoxidable o tubos de vidrio. Existen dos tipos de columnas: empacadas y capilares. Las columnas empacadas contienen un soporte sólido inerte con una cubierta delgada de la fase líquida. La fase líquida generalmente puede llegar a  tener una viscosidad baja y una alta solubilidad para la mezcla de componentes. Las columnas capilares contienen una capa de revestimiento sólido dentro de ella con poro en el centro. Estas columnas son mejores porque se les puede aplicar una velocidad óptima de flujo más rápida (López 2010). Los equipos en la actualidad usan columnas capilares debido a que proveen una separación más sensible y por lo tanto el análisis será más confiable.

Detectores

Los detectores son dispositivos que miden los componentes en la corriente del gas portador, convirtiendo una señal no medible en una señal que determina una propiedad física. Esta señal se elabora a través de una comparación entre el gas portador  y el mismo gas llevando cada uno de los componentes previamente separados en la columna, esta señal se convierte en una señal eléctrica que es registrada al momento de salir de la columna.

Los detectores más utilizados con el detector de conductividad térmica (TCD) y el de ionización de flama (FID) se consideran detectores universales; además se los puede clasificar por su grado de selectividad, recuperación de la muestra, modo de respuesta y proceso de detección.

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