Principios de análisis instrumental

722 Capítulo 27 Cromatografía de gases «< tamices moleculares comerciales poseen tamaños de poro de 4, 5, 10 y 13 A. Las moléculas menores a las dimensiones anteriores entran en las partículas donde tiene lugar la adsorción. En el caso de estas moléculas, el área superficial disponible es enorme si se le compara con el área disponible para las moléculas más gran– des. Por tanto, los tamices moleculares se utilizan para separar las moléculas pequeñas de las grandes. Por ejemplo, un relleno de 5 A y 183 cm de largo, a temperatura ambiente, separará con facilidad una mezcla de helio, oxígeno, nitrógeno, metano y monóxido de carbono en este orden. En la figura 27.21a se muestra un cromatograma caracterís– tico obtenido con tamices moleculares. En este caso se utilizan dos columnas empacadas: una de gas-líquido ordinaria y otra de tamices moleculares. La primera retiene solo el dióxido de car– bono y deja pasar los gases restantes a una tasa que corresponde a la velocidad del portador. Cuando el dióxido de carbono se eluye de la primera columna, un conmutador desvía el flujo de la Mezcla de escape: A, 35% H 2 ; B, 25% C0 2 ; C, 1% 0 2 ; D, 1% N 2 ; E, 1% C 2 ; F, 30% CH 4 ; G, 3% CO; H, 1% C 3 ; / , 1% C 4 ; J, 1% i-C 5 ; K, 1% n-C 5 . o 3 6 9 Tiempo, min a) 12 15 segunda columna por un periodo breve para evitar la adsorción permanente del dióxido de carbono en el tamiz molecular. Una vez que la señal del dióxido de carbono regresa a cero, el flujo se reconduce por la segunda columna y de este modo se produce la separación y elución del resto de los componentes de la muestra. 27F.2 Polimeros porosos Las bolitas de polímeros porosos de tamaño uniforme se fabrican con estireno entrelazado o polimerizado con divinilbenceno (sec– ción 28F.2). El tamaño de poro en estas bolitas es uniforme y se controla por el grado de entrelazamiento. Los polímeros porosos se utilizan en la separación de especies polares gaseosas como sul– furo de hidrógeno, óxidos de nitrógeno, agua, dióxido de carbono, metano! y cloruro de vinilo. En la figura 27.21b se muestra una aplicación característica de una columna tubular abierta revestida con un polímero poroso (PLOT). o 1, Aire; 2, Metano; 3, Dióxido de carbono; 4, Etileno; 5, Etano. 5 3 2 4 2 3 4 5 6 Tiempo, min b) FIGURA 27.21 Separaciones típicas por cromatografía gas-sólido: a) columna de tamiz molecular de 5 pies X 1/8 pulgadas; b) columna PLOT de 30 m X 0.53 mm. Cn = hidrocarburo con n carbonos. }} PREGUNTAS YPROBLEMAS *Las respuestas de los problemas marcados con un asterisco se proporcionan al final del libro. ~~ ~ Los problemas con este icono se resuelven mejor con hojas de cálculo. 27.1 ¿En qué se diferencian la cromatografía gas-líquido y la gas-sólido? 27.2 ¿Cómo funciona un medidor de flujo de pompas de jabón? 27.3 ¿Qué es la programación de temperatura en cromatografía de gases? ¿Por qué se usa con tanta frecuencia? 27.4 Defina a) volumen de retención, b) volumen de retención corregido, e) volumen de retención específico.