Principios de análisis instrumental

750 Capítulo 28 Cromatografía de líquidos de alta resolución «< entrelazamiento o polimerización entrecruzada que confiere esta– bilidad mecánica a las cuentas. Con el objetivo de activar el polí– mero frente a los iones, a la estructura se le unen químicamente grupos funcionales ácidos o básicos. Los grupos más comunes son el ácido sulfónico y las aminas cuaternarias. La figura 28.21 muestra la estructura de una resina de ácido fuerte. Observe que el entrelazamiento mantiene juntas las molécu– las lineales de poliestireno. Los otros tipos de resinas tienen estruc– turas similares, excepto en el grupo funcional activo. Las partículas poliméricas porosas no resultan por completo satisfactorias como rellenos cromatográficos debido a la baja velocidad de difusión de las moléculas de analito a través de los microporos de la matriz polimérica y también debido a la compre– sibilidad de la matriz. Para superar este problema, se han elaborado dos nuevos tipos de rellenos que se utilizan más que el polímero poroso. Uno es el relleno de cuenta polimérica en el que su superfi– cie está cubierta con resina sintética de intercambio de iones. Un segundo tipo de relleno se prepara cubriendo micropartícu– las porosas de sílice, como las que se utilizan en la cromatografía de adsorción, con una delgada película del intercambiador. Los diáme– tros de las partículas varían entre 3 y 10 flm. Con cualquier tipo, la difusión más rápida en la película de polímero aumenta la efectivi– dad. Los rellenos de polímero tienen mayor capacidad que los relle– nos de sílice y se pueden usar en un amplio intervalo de valores de pH. Los intercambiadores iónicos de sílice son más eficaces, pero son estables en un intervalo de pH limitado e incompatibles cuando la detección se basa en inhibidores (véase la sección siguiente). 28F.3 Cromatografía de iones inorgánicos La fase móvil en cromatografía de intercambio iónico debe tener las mismas propiedades generales que se requieren para los otros tipos de cromatografía. Es decir, debe poder disolver la muestra, tener una fuerza disolvente que proporcione tiempos de retención razona– bles (valores de k adecuados) y debe interactuar con los solutos de tal forma que favorezca la selectividad (valores de a adecuados) . En cromatografía de intercambio de iones las fases móviles suelen ser disoluciones acuosas que pueden contener cantidades moderadas de metano! u otros disolventes orgánicos miscibles con el agua; estas fases móviles a menudo contienen especies iónicas en la forma de una disolución amortiguadora. La fuerza del disolvente y la selectivi– dad se determinan por el tipo y la concentración de estos compues– tos añadidos. En general, los iones de la fase móvil compiten con los iones del anal.ito por los puntos activos del relleno del intercambiador iónico. En la actualidad se usan dos tipos de cromatografía de iones, a saber, la basada en inhibidores y la de una sola columna. Se dife– rencian en el método que se usa para evitar que la conductividad del electrolito eluyente interfiera con la medición de las conducti– vidades del analito. Cromatografía iónica con inhibidores Como ya se señaló antes, la amplia aplicación de la cromatografía iónica para la determinación de especies inorgánicas se detuvo por la falta de un buen detector general que permitiera la determina– ción cuantitativa de iones con base en las áreas de los picos croma– tográficos. Los detectores de conductividad son una elección obvia para este objetivo. Son muy sensibles, son universales para las espe– cies cargadas y, como norma general, responden de manera prede– cible a los cambios de concentración. Además, dichos detectores son sencillos, de fabricación y mantenimiento baratos, fáciles de miniaturizar y, por lo común, proporcionan un servicio duradero y sin problemas. La única limitación de los detectores de conductivi– dad resultó ser un grave problema que retrasó su uso generalizado. Esta limitación proviene de la elevada concentración de electrolito que se requiere para eluir la mayoría de los iones del analito en un tiempo razonable. Por consiguiente, la conductividad de los compo– nentes de la fase móvil tiende a enmascarar la de los analitos, y por ello se reduce de manera considerable la sensibilidad del detector. En 1975, el problema de la elevada conductancia de los elu– yentes se resolvió mediante la introducción de la denominada columna inhibidora del eluyente inmediatamente después de la columna de intercambio iónico. 34 La columna inhibidora está 34 H. Small, T. S. Stevens y W. C. Bauman, Anal. Chem., 1975, 47, 1801 , DO!: 10.1021/ac60361 a017. -¿_s:,H:~9-CH,-¿_SO;- H• -r S::I:~CH-CH,-lr-CH,-¡ SO -H• [J- y [J- ' --CH--CH 2 --CH--CH 2 --CH--CH 2 --CH--CH 2 - 6-so,-H•6-so,H• 6 FIGURA 28.21 Estructura de una resina de poliestireno de intercambio iónico con entrelazamiento. Se utilizan resinas parecidas en l-as que los grupos - 50 3 -w se sustituyen por grupos -coo-w, -NH/ OW y -N(CH 3 )/ 0W.