Problamrio cromatografía

1) De acuerdo con el fundamento de la separación, defina con sus propias palabras que es

cromatografía.

Es un método de separación de componentes entre 2 fases, basada en una afinidad diferencial por los

componentes del sistema, esta afinidad es definida por los componentes en función de sus

propiedades, permitiendo la identificación y determinación de los componentes químicos en mezclas

complejas.

La cromatografía es una técnica en la que los componentes de una mezcla se separan basándose

sobre diferencias de las velocidades a las cuales son acarreados por una fase móvil gaseosa o líquida a

través de una fase estacionaria fija.

2) La ecuación de van Deemter es un modelo matemático que describe, en términos generales, cómo

surgen algunas variables fisicoquímicas en la altura H de los platos teóricos y por ende, en la

eficiencia de una columna cromatográfica. Con base en dicha ecuación resulta:

a) ¿Qué significado tiene el coeficiente de difusión aparente o difusión de Eddy (A) , y de qué

forma es afectado por el tamaño de las partículas de empaquetamiento?

Son los caminos por los que eluye el analito, siendo un fenómeno en el cual las moléculas de un

analito llegan al final de una columna en diferentes momentos como consecuencia de viajar a

través de la columna por las vías que difieren en longitud.

● Menor número de caminos/trayectorias, disminuye A= coef. difusión aparente o

trayectorias múltiples y disminuye H= altura de los platos teóricos. Las partículas de

empaquetamiento deben tener diámetros pequeños y forma homogénea. Mientras

más pequeño es el diámetro de las partículas, aumenta la eficiencia en la separación,

aumenta la resolución.

b) ¿Cuál es el efecto de la velocidad de elución sobre la altura de cada plato teórico?

Trayectorias promedio: a velocidades de elución bajas se acerca a x, disminuye H= altura de los

platos teóricos.

Velocidad lineal de fase móvil (vel. De elución), si se modifica la altura cambia la presión y se

modifica la velocidad de elución la velocidad de elución debe permanecer constante para

separación eficiente.

c) ¿Qué representa el coeficiente Cs, qué relación guarda con la altura del plato teórico (H) y de

qué forma es afectado por la difusión del analito en la fase estacionaria?

Cs es la transferencia de masa a través de la fase estacionaria.

Al disminuir el grosor de la fase estacionaria (d) disminuye la altura de plato debida a

transferencia de masa, y aumenta la eficacia, debido a que el soluto puede difundirse más

rápidamente desde las partes más profundas de la fase estacionaria hacia la fase móvil. Al

disminuir el radio de la columna (r) se reduce la altura de plato, porque disminuye la distancia

que debe recorrer el soluto por difusión hasta alcanzar la fase estacionaria. La altura de plato

debida a la transferencia de masa disminuye también aumentando la temperatura, porque

aumenta el coeficiente de difusión del soluto en la fase estacionaria.

d) En un laboratorio de investigación se ha empleado desde hace tiempo un sistema

cromatográfico en el cual una corriente de gas helio funciona como fase móvil. Si usted

trabajara en dicho laboratorio y decidiera establecer las variables que afectan la eficiencia

de la columna que emplea gas como fase móvil, con respecto a la eficiencia de la columna en

la que se emplea un líquido como fase móvil, en cuál de ellas el coeficiente B tiende a causar

un mayor impacto sobre la altura H, ¿por qué?

R = En el cromatógrafo de gases, porque…el coeficiente B está relacionado con la fase móvil.

●

Difusión de sustancias en la fase móvil. Hay mayor impacto en la cromatografía de

gases porque cualquier sustancia difunde más fácil en gas que en líquidos.

3) Defina que es tiempo muerto (tm) y menciona cómo puede determinar este parámetro en un

sistema de cromatografía de gases.

Tiempo que tarda en eluir una sustancia de baja afinidad por la fase estacionaria, o el tiempo que el

analito es retenido en la columna, o la estimación del tiempo que el analito está en contacto con la fase

móvil.

4) ¿Cuál es el significado del factor de retención (k) y de qué forma afecta dicho parámetro en la

Resolución (Rs) de un sistema cromatográfico?

El factor de retención es una medida del tiempo de retención y, en consecuencia, de la capacidad de

resolución. Un factor de retención grande favorece una buena separación. Sin embargo, los factores de

retención grandes se traducen en mayor tiempo de elución, por lo que hay un compromiso entre la

eficiencia y el tiempo de separación. Se puede incrementar el factor de retención aumentando el

volumen de la fase estacionaria.

5) Tomando como referencia el proceso de destilación, P. Martin y R. Synge describieron la separación

de mezclas por cromatografía considerando a la columna cromatográfica como una torre de

fraccionamiento constituida por una serie de platos continuos, denotados generalmente como N.

De acuerdo con el análisis teórico propuesto por los investigadores citados, ¿qué representa cada

plato teórico (N) y cómo afecta la altura y el número de estos en la eficiencia del proceso de

separación cromatográfica?

Cada plato teórico representa el punto de equilibrio del analito con la fase móvil y la fase estacionaria.

A mayor número de platos teóricos, mayor eficiencia en la separación y mayor longitud de la columna.

6) Mencione probablemente la diferencia entre cromatografía de adsorción en fase inversa y

cromatografía de adsorción en fase normal.

En fase normal la fase estacionaria es polar y en fase reversa es no polar.

En la cromatografía de fase normal se separan los componentes polares sobre una fase estacionaria

polar. En la cromatografía de fase inversa, los compuestos no polares se separan en una fase

estacionaria no polar.

7) ¿Qué características comparten la C. de adsorción y la C. de partición, y cuales las hacen

diferentes?

En ambas su soporte puede ser una columna o superficie plana, y la fase móvil puede ser un líquido en

ambas. La diferencia es que en la C. de adsorción su fase estacionaria es un sólido y en la C. de

partición su fase estacionaria es un líquido soportado en un sólido inerte.

8) ¿Por qué es importante controlar el pH de trabajo durante la separación de mezclas por

cromatografía de intercambio iónico?

Porque es una cromatografía con un proceso que permite la separación de iones y moléculas polares

basado en las propiedades de carga de las moléculas , entonces el valor de pH cambia el número de

cargas, por lo que una solución con un pH mayor que el punto isoeléctrico tendrá proteínas con carga

negativa, y una solución con un pH menor que el punto isoeléctrico tendrá proteínas con carga positiva

El pH se emplea como estrategia para condicionar el orden de elución

9) En un intercambiador iónico, ¿qué interacciones mantienen unidos a los iones

m………………………….……………………………………….. s y características a los iones móviles?

Los iones móviles se mantienen unidos por fuerzas electrostáticas.

Los iones fijos se mantienen unidos covalentemente a la matriz. (Define la carga del intercambiador)

10) De qué forma influye el tamaño del analito en su retención en una resina de intercambio iónico

Las moléculas de menor tamaño (menor radio atómico) requieren de mayor energía para romper la

esfera de solvatación que se forma alrededor de ellas.

11) Mencione las características de las fases estacionarias empleadas en Cromatografía por Exclusión

molecular.

●

●

●

●

Es un gel poroso de diámetro definido con poros de un tamaño específico

Polímeros insolubles

Forman una red tridimensional, enlaces entrecruzados (entrecruzamiento)

Retienen agua hinchándose

12) Defina con sus propias palabras ¿qué es un volumen vacío (Vo) y qué es el límite de exclusión?

➔ Volumen de vacío (Vo): Representa el volumen intersticial entre las esferas del gel ocupado por

el regulador

➔ Límite de exclusión: Peso molecular de la molécula más pequeña que no penetra a la matriz de

un gel determinado, y cuyo volumen de elución es igual al volumen vacío del lecho

cromatográfico

13) Represente en un cromatograma el resultado que obtendría después de separar una mezcla de

carbohidratos compuesta por: sacarosa, xilosa, fructosa y rafinosa, utilizando como fase

estacionaria un gel de Sepharose. Justifique tal vez ¿de qué forma eliminar el orden de elución?

Cromatografía de exclusión molecular:

En función de FE que principio fq se lleva a cabo: exclusión molecular; criterio: eluyen primero las más

grandes y las pequeñas quedan retenidas en el gel. Son 4 picos, checar sus pesos moleculares para

saber como eluyen.

1. mayor peso molecular…… 4. menor peso molecular

14) En los procesos de separación de mezclas por Cromatografía de Afinidad:

a) Indique, ¿qué propiedad o propiedades

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