Principios de análisis instrumental

rellena con una segunda resina de intercambio iónico que con– vierte con eficacia los iones del disolvente en especies moleculares de ionización limitada, sin afectar la conductividad causada por los iones del analito. Por ejemplo, cuando se separan y de.termi– nan cationes, se elige en muchas ocasiones el ácido clorhídrico como reactivo eluyente, y la columna inhibidora es una resina de intercambio aniónico en la forma de hidróxido. El producto de la reacción en la columna inhibidora es agua. Es decir Los cationes del analito no son retenidos por esta segunda columna. Para la separación de aniones, el relleno inhibidor es la forma ácida de una resina de intercambio catiónico y bicarbo– nato de sodio o carbonato como agente eluyente. La reacción en la columna inhibidora es entonces Na +(ac) + HC0 3 - (ac) +resina - H +(s) ~ resina - Na +(s) + H 2 C0 3 (ac) En este caso, el ácido carbónico muy poco disociado que se forma no contribuye de manera importante a la conductividad. Un inconveniente de las primeras columnas inhibidoras era la necesidad de regenerarlas en forma periódica, casi siempre, cada ocho o 10 horas a fin de convertir los rellenos otra vez en la forma ácida o básica original. Pero en los años ochenta ya se pudo contar con los inhibidores de micromembrana que operan de manera con– tinua. En la figura 28.22 se ilustra un inhibidor de micromembrana típico. En este caso, el eluyente y la disolución inhibidora fluyen en direcciones opuestas en ambos lados de las membranas permea– bles de intercambio iónico señaladas con una M. Para el análisis de aniones, las membranas son resinas intercambiadoras de catio– nes, y para cationes, son intercambiadoras de aniones. Por ejemplo, cuando se trata de eliminar los iones sodio del eluyente, fluye de manera continua ácido en la corriente inhibidora para la regenera– ción. Los iones sodio procedentes del eluyente se intercambian con los iones hidrógeno de la membrana y migran entonces a través de ésta donde se intercambian con los iones hidrógeno del reac– tivo regenerador. El dispositivo tiene una velocidad de intercam– bio notablemente alta; por ejemplo, es capaz de eliminar en esencia todos los iones sodio de una disolución 0.1 M de hidróxido de sodio cuando la tasa de flujo del eluyente es de 2 mL!min. En los instrumentos comerciales de diseño reciente, la rege– neración de las disoluciones inhibidoras se realiza en forma auto– mática con iones hidrógeno o hidroxilo que se generan por medios eléctricos, de tal manera que no se requiere interrumpir el uso de los instrumentos para la regeneración. La figura 28.23 muestra dos aplicaciones de la cromatografía iónica en la que se utilizan una columna supresora y la detección conductimétrica. En cada caso, los iones están presentes en un nivel de partes por millón y el tamaño de las muestras es de 50 flL en un caso, y de 100 flL en el otro. El método es de gran importancia para el análisis de aniones debido a que en la actualidad no existe otro método tan rápido y satisfactorio para el tratamiento de mezclas de este tipo. Cromatografía iónica con una sola columna También están disponibles en el comercio equipos para cromato– grafía iónica en los que no se utiliza una columna inhibidora. Estos sistemas se basan en las pequeñas diferencias de conductividad »> 28F Cromatografía iónica 751 Flujo regenerador p 11 b" + anta a a Ierta Pantalla Flujo del eluyente regeneradora0}__ _=::::=::========::.___:~ Membrana ~~ ~-------------~ Flujo regenerador Materiales para juntas FIGURA 28.22 Inhibidor de micromembrana. El eluyente fluye a través de un canal estrecho que contiene una pantalla de plástico que reduce el volumen vacío y, al parecer, aumenta la velocidad de transferencia de masa. El eluyente se separa de la disolución inhibi– dora mediante unas membranas de intercambio de 50 ~m. El flujo del regenerador va en la dirección opuesta al flujo del eluyente. (Cortesía de Dionex Corporation, Sunnyvale, CA.) entre los iones de la muestra y los iones del eluyente dominantes. Para aumentar estas diferencias, se utilizan intercambiadores de baja capacidad que hacen posible la elución con disoluciones que contienen bajas concentraciones de electrolito. Además, se escogen eluyentes de baja conductividad. La cromatografía iónica de una sola columna tiene la ventaja de que no requiere equipo especial para la inhibición, pero es un método menos sensible para determinar aniones que los métodos de columna inhibidora. Cromatografía de intercambio iónico en capilar Los sistemas cromatográficos en general y los equipos de cromato– grafía de intercambio iónico han sido parte de la nueva tendencia a la miniaturización. 35 La cromatografía de intercambio iónico en capilar utiliza columnas capilares de aproximadamente 0.4 mm de diámetro, lo cual permite disminuir los volúmenes de reactivos y las velocidades de flujo en un factor aproximado de 100. Por ejem– plo, si un sistema de cromatografía de intercambio iónico estándar consume 50 L de eluyente por mes, un sistema capilar consumiría aproximadamente 0.5 L por mes. Más aún, los fabricantes ofrecen la generación de equipos con eluyentes electrolíticos para permi– tir la regeneración de las disoluciones inhibitorias por medio de la adición de ácidos o bases en la cabeza de la columna como semen- 35 P. Kuban y P. K. Dasgupta,]. Sep. Sci., 2004, 27, 1441, DO!: 10.1002/ jssc.200401824.