Principios de análisis instrumental

D urante los años setenta y principios de los ochenta se perfeccionaron dos técnicas basadas en el empleo de fluidos super– críticos, que desempeñan todavía hoy un papel importante en el análisis de muestras ambien– tales, biomédicas y de alimentos. Estos métodos nuevos son la cromatografía de fluidos super– criticas (CFS) y la extracción con fluidos supercriticos (SFE, por sus siglas en inglés). A mediados de los años ochenta se empezaron a vender los equipos instrumentales para ambas téc– nicas y, al parecer, su uso aumenta con rapidez entre la comunidad analítica . En este capítulo se explica la teoría, los instrumentos y las aplicacio– nes de la CFS y la SFE. 764 ~ En todo el capítulo, este Logotipo indica La opor– - tunidad de autoaprendizaje en Línea en el sitio www.tinyurl.comjskoogpia7 ;* le enlaza con clases interactivas, simulaciones y ejercicios. *Este material se encuentra disponible en inglés. 29A PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS SU PERCRÍTICOS Un fluido supercrítico se forma siempre que una sustancia se calienta por arriba de su temperatura crítica. La temperatura crí– tica de una sustancia es aquella por encima de la cual no puede existir en fase líquida independientemente de la presión. La presión de vapor de una sustancia a su temperatura crítica es su presión crítica. Una sustancia a temperaturas y presiones por encima de su temperatura y de su presión críticas (punto crítico) se denomina fluido supercrítico. La densidad, viscosidad y otras propiedades de los fluidos supercríticos son intermedias entre las propiedades de esa sustancia en estado gaseoso y en estado líquido. La tabla 29.1 compara algunas propiedades de los fluidos supercríticos con las de gases y líquidos típicos. Las propiedades son importantes en la cromatografía de gases, líquidos y fluidos supercríticos, así como para la extracción. En la tabla 29.2 se enlistan las propiedades de cuatro de las aproximadamente dos docenas de compuestos que han sido empleados como fases móviles en cromatografía de fluidos super– críticos. Observe que sus temperaturas críticas y las presiones a estas temperaturas quedan dentro de las condiciones habituales de trabajo en la cromatografía de líquidos de alta resolución. Una propiedad importante de los fluidos supercríticos, que está relacionada con sus densidades elevadas (0.2-0.5 g/cm 3 ), es su capacidad para disolver moléculas grandes no volátiles. Por ejemplo, el dióxido de carbono supercrítico disuelve fácilmente n-alcanos que poseen de cinco a 22 átomos de carbono, ftalatos de di-n-alquilo en los cuales los grupos alquilo contienen de cua– tro a 16 átomos de carbono y diversos hidrocarburos aromáticos policíclicos que presentan varios anillos. Cabe señalar que ciertos procesos industriales importantes se basan en la elevada solubili– dad de las especies orgánicas en dióxido de carbono supercrítico. Por ejemplo, se ha empleado este medio para extraer la cafeína de los granos de café y obtener café descafeinado o en la extracción de la nicotina del tabaco. Una segunda propiedad notable de los fluidos supercríticos es que los analitos disueltos en ellos se recuperan con facilidad dejando que las disoluciones se equilibren con la atmósfera a tem– peraturas relativamente bajas. Entonces, un analito disuelto en dióxido de carbono supercrítico, que es el disolvente empleado con más frecuencia, se recupera al reducir la presión y dejar que el fluido se evapore en las condiciones ambientales del laborato– rio. Esta propiedad es particularmente importante en el caso de los analitos termolábiles. Otra ventaja de muchos de los fluidos supercríticos es que son baratos e inocuos. El dióxido de carbono