Principios de análisis instrumental

704 Capítulo 27 Cromatografía de gases <« Monitor [qJ Muestra FIGURA 27.1 Diagrama de bloques de un cromatógrafo de gases típico. Los componentes básicos de un instrumento caracterís– tico para cromatografía de gases se muestran en la figura 27 .l. A continuación se proporciona una descripción de cada uno de los componentes. 278.1 Sistema de gas acarreador En la cromatografía de gases la fase móvil se llama gas acarreador y debe ser químicamente inerte. El helio es el gas para fase móvil más común, pero también se usan argón, nitrógeno e hidrógeno. Estos gases se surten en recipientes a presión. Se requieren reguladores de presión, manómetros y medidores de flujo para controlar la corriente del gas. Además, el sistema del gas portador contiene a menudo un tamiz molecular para eliminar el agua y otras impurezas. Los flujos se controlan mediante un regulador de presión de dos etapas colocado en el cilindro de gas y algún tipo de regula– dor de presión o de flujo instalado en el cromatógrafo. Las pre– siones de entrada normalmente oscilan entre 10 y 50 psi (lb/in. 2 ) por encima de la presión del entorno, lo que ocasiona flujos de 25 a 150 mL!min con columnas empacadas y de 1 a 25 mL!min en las columnas de capilares tubulares. Por lo general, se supone que los flujos son constantes si la presión de entrada permanece constante. Los flujos se establecen mediante un rotámetro situado en la cabeza de la columna; sin embargo, este dispositivo no es tan exacto como el simple fluj ómetro de pompas de jabón que se muestra en la figura 27.2. Por lo regular, el medidor de flujo se coloca al final de la columna, como se puede ver en la figura 27.1. Cuando se aprieta una pera de goma que contiene una disolución acuosa de jabón o detergente se forma una película de jabón en el camino del gas; a continuación, se mide el tiempo necesario para que esta película se desplace entre dos divisiones de la bureta y se calcula entonces el flujo volumétrico (véase la figura 27.2) . Tenga en cuenta que los flujos volumétricos y las velocidades de flujo lineal se relacionan mediante las ecuaciones 26.6 o 26.7. Muchos cromatógrafos de gases modernos controlados mediante compu– tadora están equipados con medidores de flujo electrónicos que se pueden regular para mantener el flujo en un nivel deseado. 278.2 Sistema de inyección de la muestra Con el fin de tener una alta eficiencia de la columna se requiere que la muestra sea de un tamaño adecuado y que se introduzca como un "tapón" de vapor; la inyección lenta o muestras dema- FIGURA 27.2 Flujómetro de pompas de jabón. (Cortesía de Agilent Technologies.) siado grandes causan dispersión de las bandas y una mala reso– lución. Las microjeringas calibradas, como las que se ilustran en la figura 27.3, se utilizan para inyectar muestras líquidas, a través de un diafragma de goma de silicón, en una cámara caliente espe– cial para la muestra que se ubica en la cabeza de la columna. La cámara de la muestra (figura 27.4) está casi siempre a unos 50 oc por encima del punto de ebullición del componente menos volátil de la muestra. En el caso de las columnas analíticas rellenas ordi– narias, el tamaño de la muestra varía desde unas pocas décimas de microlitro a 20 f.!L. Las columnas capilares requieren muestras menores por un factor de 100 o más. En estos casos se emplea un sistema divisor de la muestra que permite entregar una pequeña fracción conocida (1 :50 a 1:500) de la muestra inyectada y el resto se desecha. Los cromatógrafos de gases comerciales con columnas capilares están equipados con dichos divisores; también permiten la inyección sin división para mejorar la sensibilidad o para usarse