Principios de análisis instrumental

))} 29B Cromatograña de fluidos supercríticos 765 TABLA 29.1 Comparación de las propiedades de los fluidos supercríticos con las de gases y líquidos r' ·- : - ".--- -~ ~-:; :r."""r,:·-:-· -;,:r·...,:--.. :';~-.:-.,."'" ... - " · · ••• ', ·:~~- ' ·. , ~ ~ ~ -~,:t:~.;. -:r~~Pf.;J;.~~v¡,...\'\1'~·%~"---, :.-;~-::e ~~· .~~~---~~ .. ~ '';~ft"'Pff.::~ :-Propiedad : " : · · -_ Gas (STP) ~ · · >>Flui40'-supercrítico :-_.._ ·:· .·· ", qquidó -'·"?1 ' . . , ...,. ....:::."' ___ ,. ·~-:.~ . ' -.~. .. ~- - _ , v.· .. J.:-... ·..;;...~t.T~t..;:::lf.::t::.\:>~ .·h• ¡•. ~_ .,.<;.,_.,,_ ,,,1 ·. ---~,;..:I .... ,.\-,.~ Densidad, g/cm 3 Coeficiente de difusión, cm 2 /s Viscosidad, g cm- 1 s- 1 Nota: todos los datos se indican solo con un orden de magnitud (0.6-2) X 10- 3 (1-4) X 10- 1 (1-3) X 10- 4 TABLA 29.2 Propiedades de algunos fluidos supercríticos 0.2-0.5 10- 3 -10 - 4 (1-3) X 10- 4 0.6-2 (0.2-2) X 10- 5 (0.2-3) X 10- 2 ---- ;•: .. ~ -- - "' ,•• ~- ,~,::-~ "';:'~T"J>'~-,f~'-rl~~~f'!~;::; -,-·, -·~-:: <;:t\- ;~'-"-.:-~· ' r,r~~ ...,:.;;,-" :--·c"-;--..-,-'1~::; .. ~, :¡, ~~~-..-¡:,.,,~.., w~''*l ,..~.~->-"-'~-, ::.. ~::.ll~K~.w~ Teinperatura "crítica·,~-- · _: < Présión cr~tica; - · . Qen~i<!aden eiy:~.:~~·,c. '·;·Déiís_ida~ a·400 -. --.: -~ Fluido · _ · < . ·ac ···, t /' -·:· _ . · · · ~tm .· . · _ · -. . ··puiiú)·c'rítico;'g/ñií} <' <.: :· j~iiD; glmL -- -- ·- · ,1 _ ~ ~ _ _,_, ~·~,. ~·¿-~:~'_ .... . ~·~~-~-- .·~----~~.- . ..._", ·,.,~ __ , 1_:.:_:·•• • ___ .·~: .... ~ _C_l:;:;.-:i" .. S'J.:;r~~:'lL..-:..-,l:--i.<:f,..;,•i~~~~.;! .. __ ~_~;;_ .. _.::. ··- ~'. ~-""!...·~.; co2 N 2 0 NH 3 n-butano 31.3 36.5 132.5 152.0 72.9 71.7 112.5 37.5 0.47 0.45 0.24 0.23 0.96 0.94 0.40 0.50 Fuente: Según M. L. Lee y K. E. Markides, Science, 1987,235, p. 1342, DO!: lO.ll26/science.235.4794.1342., con autorización. Información tomada de Math eson Gas Data Book y CRC Handbook ofChemistry and Physics. como fluido supercrítico es sobre todo útil para extracciones y cromatografía. Para finalizar, los fluidos supercríticos tienen la ventaja de que la capacidad de difusión de los solutos es un orden de magnitud superior a la de los disolventes líquidos, mientras las viscosidades son un orden de magnitud inferior. Estas dos últimas ventajas son importantes tanto en cromatografía como en extrac– ciones con fluidos supercríticos. 29B CROMATOGRAFÍA DE FLUIDOS SU PERCRÍTICOS La cromatografía de fluidos supercríticos (CFS), en la cual la fase móvil es un fluido supercrítico, es un híbrido de la unión de cro– matografía de gases (CG) y cromatografía de líquidos (CL) en la que se combinan algunas de las mejores características de cada una. En ciertas aplicaciones es superior a la CG y la HPLC. 1 En 1985, varios fabricantes de instrumentos empezaron a ofrecer equipos especialmente diseñados para la cromatografía de fluidos supercríticos y su uso sigue en expansión. La técnica de la cro– matografía de fluidos supercríticos se ha vuelto una herramienta importante en los laboratorios industriales, reguladores y acadé– micos. La cromatografía de fluidos supercríticos es de gran importan– cia porque permite la separación y determinación de un grupo de compuestos que no son manejados de manera conveniente ni por 'Para mayor información sobre CFS, véase Supercritical Fluid Chmmatography: Advances and Applications in Pharmaceutica/ Analysis, G. K. Webster, ed., Boca Raton, FL: CRC Press, 2014; Practica/ Supercritical Fluid Chromatography and Extraction, M. Caude y D. Thiebaut, eds., Amsterdam: Harwood, 2000; L. Tay– lor, f. Supercrit. Fluids, 2009, 47, p. 566, DOI: l0.1016/j.supflu.2008.09.012; G. Guichon y A. Tarafder, f. Chromatogr. A, 2011 , 1218, p. 1037, DOI: 10.1016/j. chroma.2010.12.047; E. Lesellier y C. West, f. Chromatogr. A, 2015, 1382, p. 2, DOI: 10.1O16/j.chroma.2014.12.083. la cromatografía de gases ni por la de líquidos. Estos compuestos son 1) no volátiles o térmicamente inestables para los que la croma– tografía de gases es inaplicable y 2) no contienen grupos funciona– les que permitan la detección mediante técnicas espectroscópicas o electroquímicas que se utilizan en cromatografía de líquidos de alta resolución. Chester 2 calculó que hasta 25% del total de los proble– mas de separación a los que se enfrentan los científicos actuales son mezclas que contienen tales especies de difícil estudio. 298.1 Instrumentos y variables de operación Como ya se mencionó, las presiones y las temperaturas necesarias para crear los fluidos supercríticos a partir de los diversos gases y líquidos se ajustan bien dentro de los límites de trabajo de un equipo de HPLC corriente. Por consiguiente, como se muestra en la figura 29.1, los instrumentos para la cromatografía de flui– dos supercríticos son parecidos en muchos aspectos a los que se usan en la HPLC y que se describen en la sección 28C. 3 Pero hay dos diferencias importantes entre ellos. Primero, es necesario un horno de columna con termostato, similar al que se emplea en cro– matografía de gases (sección 27B.3), para proporcionar un control preciso de la temperatura de la fase móvil; segundo, se utiliza un restrictor, o un dispositivo de contrapresión, para mantener la pre– sión de la columna. En el caso de las columnas tubulares abiertas, las cuales fueron muy populares en los años ochenta, el restrictor también se utilizaba para convertir el eluyente de un fluido super– crítico en un gas y arrastrarlo al detector que generalmente era un detector de ionización de flama (FID, por sus siglas en inglés). 2 T. L. Chester, f. Chmmatogr. Sci., 1986, 24, p. 226, DOI: 10.1093/chromsci/24.6.226. 3 Para una perspectiva histórica sobre el desarrollo instrumental de la CFS, consulte, M. Saito, f. Biosci. Bioeng., 2013, 115, p. 590,001: 10.1016/j.jbiosc.20 12.12.008.