Principios de análisis instrumental

dades, para varios disolventes que se utilizan en la cromatografía de partición. Observe que el índice de polaridad varía desde 10.2 para el agua, altamente polar, hasta -2 para los fluoroalcanos, que son muy poco polares. Cualquier índice de polaridad que se desee entre esos límites se puede conseguir por mezcla de dos disolventes apropiados. Entonces, el índice de polaridad P~ 8 de una mezcla de disolventes A y B está dada por (28.2) donde P~ y P~ son los índices de polaridad de los dos disolventes y rPA y rjJ 8 son las fracciones en volumen de cada uno de los disol– ventes A y B. En la sección 26D.4 se subraya que la manera más fácil de mejorar la resolución cromatográfica de dos especies es mani– pulando el factor de retención k, el cual puede modificarse a su vez cambiando el índice de polaridad del disolvente. En este caso, el ajuste de P' se consigue con facilidad utilizando fases móviles que consisten en una mezcla de dos disolventes. Por lo común, un cambio de dos unidades en P' origina (más o menos) una varia– ción de 10 veces en k. Es decir, para una separación en fase normal k 2 = lO(P;- P{)/2 k¡ (28.3) donde k 1 y k 2 son los valores inicial y final de k para un soluto y P; y P~ son los valores correspondientes de polaridad. En el caso de una columna en fase inversa k2 = 1 o<p;- p¡)/2 k¡ (28.4) Hay que destacar que estas ecuaciones son válidas solo de manera aproximada. No obstante, pueden ser útiles, como se demuestra en el ejemplo 28.1. EJEMPLO 28.1 En una columna de fase inversa, un soluto tenía un tiempo de retención de 31.3 minutos y una especie no retenida requería de 0.48 minutos para la elución cuando la fase móvil conte– nía 30% en volumen de metano! y 70% de agua. Calcule a) k y b) una composición de agua-metano! que produzca un k de aproximadamente 5. Solución a) Al aplicar la ecuación 26.12 se obtiene k = (31.3 - 0.48)/0.48 = 64 b) Para obtener P ' para la fase móvil se sustituyen los índices de polaridad del metano! y del agua de la tabla 28.2 en la ecuación 28.2 y se obtiene P' = (0.30 X 5.1) + (0.70 X 10.2) = 8.7 Al sustituir este resultado en la ecuación 28.4 se llega a 5 64 1 o<P; - s.7)/2 ))) 28D Cromatografía de partición 743 Si se calculan los logaritmos de ambos miembros de la ecuación se tiene que P; es P{ - 8.7 , -1.11 = = 0.5P, - 4.35 2 - P{ = 6.5 Sea x la fracción de volumen de metano! en la nueva mezcla de disolventes y si se sustituye de nuevo en la ecuación 28.2, entonces 6.5 = (x X 5.1) + (1 - x) X 10.2 X= 0.73 Ó 73% Con frecuencia , en las separaciones en fase inversa se emplea una mezcla de disolventes formada por agua y un disolvente orgá– nico polar. El factor de retención se manipula entonces con faci– lidad al variar la concentración de agua, como se muestra en el ejemplo 28.1. El efecto de estas manipulaciones se muestra en los cromatogramas de las figuras 28.16a y 28.16b, donde la muestra es una mezcla de seis esteroides. Con una mezcla de 41% de aceto– nitrilo y 59% de agua, k tiene un valor de 5 y todos los analitos se eluyeron en un tiempo tan corto (-2 minutos) que la separación resultó bastante incompleta. Al aumentar el porcentaje de agua a 70%, la elución tiene lugar en 7 minutos, lo que dobla el valor de k. En estas circunstancias el tiempo total de elución es suficiente para permitir la separación, aunque el valor de a para los compuestos 1 y 3 no sea lo suficientemente grande para una buena resolución. Influencia de la fase móvil en las selectividades. En muchos casos, ajustar k a un nivel adecuado es todo lo que se necesita para una separación satisfactoria. Sin embargo, cuando todavía se superponen dos bandas, como en las figuras 28.16a y b, se tiene que procurar aumentar el factor de selectividad a para las dos especies. Esta variación se puede llevar a cabo de manera conveniente al cambiar la naturaleza química de la fase móvil mientras k mantiene más o menos el mismo valor. El enfoque más aceptado para este tipo de mejoramiento se llama triángulo de selectividad del disolvente. 20 En este caso se considera que los efec– tos de la fase móvil que contribuyen a la selectividad son resultado del donador de protones, del que los acepta y de las interacciones dipolares. Los disolventes que incorporan estas interacciones son luego elegidos para experimentos diseñados estadísticamente con el fin de determinar la mezcla óptima de disolventes. 21 En el caso de la cromatografía en fase inversa, los tres modi– ficadores de los disolventes son metano!, acetonitrilo y tetrahi– drofurano. El agua se emplea entonces para ajustar la fuerza de la mezcla y de este modo conseguir un valor adecuado de k. Com- 20 Para mayor información, véase ). C. Berridge, Techniques for the Automated Opti– mization ofHPLC Separations, Chichester, UK: Wiley, 1985. 21 Véase ). L. Glajch, ). ). Kirkland, K. M. Squire y ). M. Minor, f. Chromatogr. A, 1980, 199,57, DO!: 10.1016/50021-9673(01)91361-5; L. R. Snyder,J. Chromatogr. Sci., 1978, 16,223-234, DOI: 10.1093/chromsci/16.6.223.