Principios de análisis instrumental

716 Ca pítulo 27 Cromatografía de gases «< 27C.4 Fase estacionaria Entre las propiedades deseables para una fase líquida inmovi– lizada en una columna cromatográfica gas-líquido están 1) baja volatilidad (idealmente, el punto de ebullición del líquido debe ser al menos 100 °C mayor que la temperatura de trabajo máxima de la columna); 2) estabilidad térmica; 3) químicamente inerte; 4) características de disolvente tales que los valores k y a (secciones 26B.5 y 26B.6, respectivamente) de los solutos por resolver estén dentro de un intervalo satisfactorio. Durante el desarrollo de la cromatografía gas-líquido se ha pro– puesto un número incontable de líquidos como fases estacionarias. Por ahora, menos de una docena se usa de manera ordinaria. La elec– ción apropiada de la fase estacionaria es a menudo decisiva para el éxito de la separación. Las directrices cualitativas para realizar la elec– ción de la fase estacionaria se pueden basar en la revisión de la biblio– grafía, en una búsqueda en internet antes del experimento o con la asesoría del vendedor de equipo y suministros cromatográficos. El tiempo de retención de un analito en una columna depende de su constante de distribución que, a su vez, está rela– cionada con la naturaleza química de la fase estacionaria líquida. Para separar diversos componentes de la muestra, sus constantes de distribución tienen que ser muy diferentes para poder lograr una separación clara. Al mismo tiempo, estas constantes no tie– nen que ser muy grandes ni muy pequeii.as porque las constantes de distribución grandes ocasionan tiempos de retención muy lar– gos y las pequeñas dan como resultado tiempos de retención tan cortos que las separaciones son incompletas. Para que un analito tenga un tiempo de residencia razona– ble en la columna, debe presentar cierto grado de compatibilidad (solubilidad) con la fase estacionaria. Aquí se aplica el principio de "lo semejante disuelve lo semejante': donde "semejante" se refiere a las polaridades del analito y del líquido inmovilizado. La polari– dad de una molécula, según la indica su momento dipolar, es una medida del campo eléctrico producido por la separación de carga dentro de ella. Las fases estacionarias polares contienen grupos funcionales, como -CN, -COy - OH. Las fases estacionarias del tipo de los hidrocarburos y dialquilsiloxanos son no polares y las fases poliéster son muy polares. Entre los analitos polares están: alcoholes, ácidos y aminas; entre los solutos de polaridad interme– dia están éteres, cetonas y aldehídos. Los hidrocarburos saturados son no polares. Por lo general, la polaridad de la fase estaciona– ria debe corresponder con la de los componentes de la muestra. Cuando la correspondencia es buena, el orden de elución está determinado por el punto de ebullición de los eluyentes. Clasificación de fases estacionarias Se han publicado muchos esquemas diferentes para clasificar las fases estacionarias y así simplificar su elección. La mayoría de ellos se basa en sondas de soluto que prueban interacciones específicas entre el soluto y la fase líquida al medir las características de retención del soluto. Dos de las clasificaciones más importantes se basan en las investigaciones de Rohrschneider y McReynolds. 11 El resultado fue la elaboración de listas de fases estacionarias y las clases de compues– tos que puede separar cada una (véase tabla 27.3). De manera similar, los valores numéricos, conocidos como constantes de McReynolds, están disponibles para que el usuario tenga una guía al seleccionar la fase estacionaria para separar analitos que tienen distintos grupos funcionales, como alcoholes de aldehídos o cetonas. 12 Fases estacionarias ampliamente usadas En la tabla 27.3 se proporciona una lista de las fases estacionarias que más se utilizan en cromatografía de gases, tanto en columnas empacadas como tubulares abiertas en orden de polaridad cre– ciente. Es probable que estos seis líquidos proporcionen separa– ciones satisfactorias para 90% o más de las muestras. 11 L. Rohrschneid er, ]. Chromatogr. , 1966, 22, p. 6, DOI: 10. 1016/S0021- 9673(01 )97064-5; W. O. McReynolds, f. Chromatogr. Sci., 1970, 8, p. 685, DOI: 10.1093/chromsci/8.12.685 12 ]. A. Dean, Analytical Chemistry Handbook, pp. 4.34-4.37, New York: McGraw– Hill, 1995. TABLA 27.3 Algunas fases estacio narias líquidas comun es en cromatograña gas-líqui do r;:·· '>~-(-...--·.~ ~~~/;':7"7\f:~·f';'"r;)·:'~····.-- .... -.::::·1·~~--.":"'-~'l "•,"';-- - .----.--~-:~ ---:«:¡.--~· ..... :·-:r.-~·- --~-,-·· ' -' - '. k:.:..,.:· .. : · :.:;.,,.,.,~;:.~~'"'''·''··\'···· .. . ' .·Nombrede - . . Temperatura · . · : Fa~e~~tacio;,_ariá ...· · .. ~ · · · inter~¡¡;bio comú~ máxima, oc Aplicaciones comunes - - -- - - ~ - . . - . Polidimetilsiloxano OV-1, SE-30 350 Fase no polar de uso general, hidrocarburos, aromáticos polinucleares, esteroides, PCB Fenilo-polidimetilsiloxano al 5% OV-3, SE-52 350 Ésteres de metilo de ácidos grasos, alcaloides, fármacos, compuestos halogenados Fen ilo-polidimetilsiloxano al 50% OV-17 250 Fármacos, esteroides, pesticidas, glicoles Trifluoropropil-polidimetilsiloxano OV-210 200 Aromáticos dorados, nitroaromáticos, al SO% bencenos con sustituyentes alquilo Polietilenglicol Carbowax 20M 250 Ácidos libres, alcoholes, éteres, aceites esenciales, glicoles Cianopropil-polidimetilsiloxano OV-275 240 Ácidos grasos poliinsaturados, ácidos al SO% de colofonia, ácidos libres, alcoholes