¿Cuál es la ventaja de la programación de temperatura en cromatografía de gases?

Los ajustes del perfil de temperatura durante la cromatografía de gases cambian la velocidad de rampa de los componentes de la mezcla, lo que permite la elución rápida del componente deseado. Durante la separación de una mezcla con componentes desconocidos mediante cromatografía de gases, se utiliza un programa de temperatura genérico en la investigación del comportamiento de retención de los componentes. La cromatografía de gases es una técnica de separación analítica utilizada en la separación de una mezcla de compuestos volátiles. Varios factores, como los puntos de ebullición, el peso molecular y la polaridad relativa de los componentes de la mezcla, la longitud de la columna y las cantidades de materiales inyectados son responsables de la separación de la mezcla.

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué es la cromatografía de gases?
     - Definición, Principio, Aplicaciones
2. ¿Cuál es la ventaja de la programación de temperatura en cromatografía de gases?
     - Influencia de la programación de la temperatura en la separación

Términos clave: punto de ebullición, detector, cromatografía de gases, fase móvil, fase estacionaria

¿Qué es la cromatografía de gases?

La cromatografía de gases es un método de separación para componentes volátiles de una mezcla que utiliza la distribución diferencial entre una fase móvil gaseosa y una fase estacionaria líquida. La fase móvil es un gas inerte como el argón, el helio o el hidrógeno. La fase estacionaria líquida recubre el lado interno de la columna como una capa delgada en la cromatografía de gases..

Los componentes volátiles se mueven a través de la fase estacionaria junto con la fase estacionaria. La separación de las moléculas dentro de una mezcla depende de varios factores:

• Puntos de ebullición de los componentes en la mezcla - Los componentes con puntos de ebullición bajos se eluyen rápidamente.
• Peso molecular de los componentes en la mezcla: los componentes con pesos moleculares más bajos se eluyen rápidamente.
• Polaridad relativa de los componentes con respecto a la polaridad de la fase estacionaria: los compuestos polares interactúan más con la fase estacionaria y se eluyen lentamente.
• Temperatura de la columna: las temperaturas más altas de la columna eluyen todos los componentes más rápido de la columna.
• Longitud de columna: las longitudes más altas de la columna aumentan el tiempo de elución. Pero, da una separación adecuada..
• Cantidades de materiales inyectados: las cantidades más altas de un componente en particular aumentan el tiempo de elución.

La instrumentación de la cromatografía de gases se muestra en Figura 1.

Figura 1: Cromatografía de gases.

Se utiliza un detector en la identificación de los componentes separados de la mezcla con respecto al tiempo y produce un cromatograma. Cada pico del cromatograma representa un tipo particular de componente en la mezcla. En un conjunto definido de condiciones, el tiempo de elución de un compuesto particular es una constante. Por lo tanto, los compuestos del cromatograma se pueden identificar en función del tiempo de elución (medición cualitativa). El tamaño del pico representa la cantidad de ese componente en particular (medición cuantitativa).

¿Cuál es la ventaja de la programación de temperatura en cromatografía de gases?

La cromatografía de gases utiliza dos métodos en el control de la temperatura; Operación isotérmica y programación de la temperatura..

Operación isotérmica

Durante la operación isotérmica, la columna se ejecuta a una temperatura constante durante todo el proceso. La temperatura en el punto medio del rango del punto de ebullición se utiliza como temperatura isotérmica. Existen desventajas en este método cuando la muestra contiene compuestos pesados ​​con pesos moleculares más altos y puntos de ebullición más altos. Estas desventajas incluyen:

• Baja resolución de componentes más ligeros a temperaturas más altas.
• Picos amplios para los compuestos que eluyen más tarde.
• Efecto de arrastre de los componentes más pesados ​​o picos fantasma debido a la descomposición
• Tiempos de ejecución más largos
• Menor rendimiento de la muestra

Programación de la temperatura

Durante el modo de programación de la temperatura, la temperatura de la columna aumenta continuamente a una velocidad predominante. La tasa de rampa o la tasa de elución es proporcional a la temperatura de la columna. Al principio, utiliza temperaturas más bajas que dan una resolución más alta de compuestos más ligeros. Con el aumento de la temperatura, la velocidad de rampa de los compuestos más pesados ​​también aumenta. Esto da picos más agudos para compuestos más pesados. Las ventajas de la programación de la temperatura se detallan a continuación..

1. Alta resolución de compuestos más ligeros.
2. Picos afilados para compuestos más pesados
3. Tiempos de ejecución reducidos
4. Menor remanente
5. Mayor rendimiento de la muestra
6. Rango de aplicación extendido desde una sola columna

Conclusión

La cromatografía de gases es un método analítico para separar compuestos volátiles de una mezcla. Separa los compuestos basados ​​principalmente en el punto de ebullición y el peso molecular. La programación de temperatura permite una mayor resolución de compuestos más ligeros y picos agudos para compuestos más pesados, reduciendo los tiempos de ejecución largos generados por compuestos más pesados.

Referencia:

1. "Control de temperatura de la columna cromatográfica de gases". Lab-Training.com, 29 dic. 2015, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. “Esquema de Gcms” Por K. Murray (Kkmurray) - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia