Principios de análisis instrumental

1¡ Distancia migrada FIGURA 26.2 Perfiles de concentración de las bandas de los so lutos A y B a dos tiempos disti ntos en su migración columna abajo en la figura 26.1. Los tiempos t 1 y t 1 se indican en la figura 26.1. banda original que contiene los analitos en la figura es notable– mente más pequeña que cualquiera de las dos zonas que llegan al detector, lo cual significa que se produce una importante dilu– ción de los analitos mientras están siendo separados. En conse– cuencia, los detectores empleados para los analitos separados con frecuencia deben ser más sensibles que los que se requerirían si el proceso de separación fuera innecesario. Cromatogramas Si al final de la columna se coloca un detector que responde a la concentración del soluto y se registra su señal en función del tiempo, o del volumen.de fase móvil añadido, se obtiene una serie de picos como se muestra en la parte inferior de la figura 26.1. Este gráfico denominado cromatograma, es útil tanto para los análisis cualitativos como cuantitativos. La posición de los picos en el eje del tiempo puede servir para identificar los componentes de la muestra; las áreas bajo los picos proporcionan una medida cuantitativa de la cantidad de cada componente. Mejoramiento del rendimiento de la columna En la figura 26.2 se observan los perfiles de concentración para las bandas que contienen los solutos A y B en la figura 26.1 en el tiempo t 1 y en el tiempo posterior t/ Como la especie B es rete– nida con más fuerza por la fase estacionaria que A, se retrasa durante la migración. Observe que en el descenso por la columna aumenta la distancia entre las dos bandas. Sin embargo, al mismo tiempo tiene lugar un ensanchamiento de ambas zonas, 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 condiciones en las que ocurra con más len– titud. Por consiguiente, tal como se muestra en las figuras 26.1 y 26.2, con frecuencia es posible tener una clara distinción de las especies siempre y cuando la columna sea lo suficientemente larga. 2 0bserve que las posiciones relativas de las bandas de A y B en el perfil de con – centración que se muestra en la figura 26.2 parecen estar invertidas con respecto a las posiciones de la parte inferior de la figura 26.1. La diferencia es que la abscisa representa la distancia de largo de la columna en la figura 26.2, pero en la figura 26.1 corresponde al tiempo. Entonces, en la figura 26.1, el frente de un pico queda a la izquierda y la cola a la derecha; en la figura 26.2 pasa lo contrario. »> 26B Velocidades de migración de los solutos 681 t __/1~1~ : : a) 1 1 1 1 .... o ü " <í 'O _/\1 1 L __ __,~t', o 'O o; '" " U) 1 1 ¡ 1 ¡; /: 1 1 1 1 1 1 1 1 ) : \ ) : \ Tiempo ---+- IJ ¡, e) FIGURA 26.3 Cromatogramas de dos componentes que ilustran dos métodos para mejorar la separación: a) cromatograma original con los picos traslapados, b) mejora producida por un aumento en la separación de las bandas y e) mejoramiento por una disminución de la anchura. Diversas variables químicas y físicas influyen en las velo– cidades de separación de las bandas y en el ensanchamiento de las mismas. Por consiguiente, a menudo se pueden lograr mejo– res separaciones controlando las variables que 1) incrementan la velocidad de separación de la banda y 2) disminuyen la velo– cidad de ensanchamiento de la banda. Estas opciones se ilus– tran en la figura 26.3. Las variables que influyen en la velocidad de migración relativa de las zonas de soluto a través de una fase estacionaria se tratan en la sección siguiente. En la sección 26C se consideran los factores que influyen en la velocidad de ensancha– miento de las bandas. 26B VELOCI DADES DEMIGRACIÓN DELOS SOLUTOS La efectividad de una columna cromatográfica para separar dos solutos depende en parte de las velocidades relativas con las que se lavan o se purifican las dos especies. Esas velocidades están determinadas por la magnitud de las constantes de equilibrio para las reacciones mediante las cuales los solutos se distribuyen entre las fases estacionaria y móvil. 268.1 Constantes de distribución A menudo, los equilibrios de distribución en la cromatografía se expresan mediante ecuaciones sencillas que suponen la transfe– rencia de un analito entre las fases estacionaria y móvil. Entonces, para la especie A del soluto se puede escribir: Amóvil ~ A estacionaria