Cromatograf

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Cromatografía y extracción con fluidos
supercríticos

• Se han desarrollado técnicas nuevas y
  prometedoras basadas en el empleo de fluidos
  supercríticos, los cuales se utilizan en el
  análisis de muestras
• Ambientales
• Biomédicas
• De alimentos

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• Existen 2 métodos
• Cromatografía de fluidos supercríticos (SFC)
• Extracción con fluidos supercríticos (SFE)
• En la ultima década se han comercializado
  equipos instrumentales para ambas técnicas y su
  empleo ha crecido rápidamente.

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Propiedades de los fluidos supercríticos

• La Tc de una sust. es la temp. por encima de la
  cual no puede existir en fase liquida
  independientemente de la presión.
• La presión de vapor de una sust. A su temp.
  Critica es su presión critica.
• Una sust. a t y p por encima de su t y p critica
  (punto critico) se denominan FLUIDOS
  SUPERCRITICOS

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• Una propiedad importante esta relacionada con
  sus densidades elevadas (.2 a .5 g/cm3), es su
  notable capacidad para disolver moléculas grandes
  no volátiles.
• Una segunda propiedad notable es que los
  analitos disueltos en ellos pueden ser fácilmente
  recuperados por el procedimiento simple de
  permitir que las disoluciones se equilibren con
  la atmósfera a temperaturas relativamente bajas.

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Ventajas (FSC)

• Baratos
• Inocuos
• No son sustancias toxicas (se puede evaporar
  libremente en la atmósfera sin efectos
  ambientales dañinos).
• Las difusividades de los solutos son de orden de
  magnitud más alta que en los líquidos y que las
  viscosidades son un orden de magnitud más bajas
  que la de disolventes líquidos.

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Cromatografía de fluidos supercríticos

• La SFC es una modalidad hibrida entre la
  cromatografía de gases y la de líquidos que
  combina alguna de las mejores características de
  cada una de ellas.
• Esta es importante porque permite la separación y
  determinación de un grupo de compuestos que no
  son manipulados convenientemente ni por la
  cromatografía de gases ni por la de líquidos.

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• Estos compuestos son
• Los compuestos no volátiles o térmicamente
  lábiles para los que la cromatografía de gases es
  inaplicable.
• Los compuestos que tienen grupos funcionales que
  no son detectables por las técnicas
  espectroscópicas o electroquímicas empleadas en
  cromatografía de líquidos.

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Instrumentación y variables de operación.

• Las presiones y temperaturas necesarias para
  originar los FS se ajustan bien dentro de los
  límites de trabajo de un equipo de HPLC.
• Un restrictos típico para una columna tubular
  abierta de 50 a 100 µm consiste en un capilar de
  2 a10 cm. De longitud y 5 a 10 µm de diámetro el
  cual esta directamente unido al extremo final de
  la columna.

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• Un instrumento comercial de SFC esta equipado
  habitualmente con uno o más microprocesadores que
  permiten el control de las variables
  instrumentales tales como la presión de bombeo,
  la temperatura del horno y el funcionamiento del
  detector.

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Diagrama esquemático del equipo instrumental de
cromatografía de fluidos supercríticos.
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Efectos de la presión

• Las variaciones de presión en SFC tienen un
  efecto muy marcado sobre el factor de retención o
  de capacidad K este es una consecuencia del
  incremento de la densidad de la fase móvil a
  medida que aumenta la presión.
• La mayoría de los perfiles de presión utilizados
  en SFC son presión constante (isobárico) para un
  periodo de tiempo dado seguidos de un aumento
  lineal o asintótico de la presión hasta alcanzar
  el valor de la presión final.

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Fases estacionarias.

• En SFC se emplean tanto columnas abiertas como
  columnas rellenas, aunque las primeras son más
  empleadas.
• Las columnas abiertas son similares a las
  columnas de sílice fundida con recubrimientos
  internos de varios tipos de siloxanos enlazados y
  de enlaces cruzados.

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Fases móviles

• La fase móvil utilizada es el CO2 es el
  disolvente excelente para un conjunto de
  moléculas orgánicas no polares.
• La Tc del CO2 es 31º y su Pc 72.9 atm. Lo cual
  permite jugar con una banda amplia de
  temperaturas y presiones sin superar las
  condiciones de operación de un equipo de HPLC
  moderno.

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Detectores

• EL detector de ionización de llama es de
  respuesta universal a compuestos orgánicos, de
  elevada sensibilidad y exento de problemas en
  general.
• Los espectrómetros de masas también se pueden
  adaptar como detectores mas fácilmente para SFC
  que para HPLC.

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Comparación de la cromatografía de fluidos
supercríticos con otros tipos de cromatografías.

• Al igual que en la cromatografía de gases, la
  cromatografía de fluidos supercríticos es
  intrínsecamente más rápida que la cromatografía
  de líquidos debido que la viscosidad más baja
  hace posible obtener velocidades de flujos más
  elevados.
• Las velocidades de difusión en la SFC son
  intermedias entre la de los gases y los líquidos.

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• En la cromatografía de gases, la fase móvil sirve
  para el desplazamiento de zona.
• En la cromatografía de líquidos, la fase móvil
  sirve no solo para el transporte de los solutos,
  sino que también interacciona con ellos
  modificando los factores de selectividad.

Eficacia de una columna, la elusión con una fase
móvil (HPLC) CO2 supercrítico.
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APLICACIONES

• La Cromatografía de fluidos supercríticos se ha
  aplicado a la separación de un conjunto de
  productos entre ellos
• Fármacos Tensoactivos
• Alimentos Polimeros
• Pesticidas Explosivos
• Herbicidas Propelentes

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• La fase móvil utilizada fue CO2 a 140C y un
  detector de ionizacion de llama

• Compara el campo de aplicación de la
  cromatografias

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EXTRACCION CON FLUIDOS SUPERCRITICOS

• Un metodo analitico de separacion idealmente,
  deberia ser rapido sencillo y barato deberia
  producir recuperaciones cuantitativas de los
  analitos sin perdidas o degradaciones y pocos o
  nulos productos de desecho.
• A mediados de los 80 se empezaron a utilizar los
  fluidos para la separacion de analitos de la
  matriz de muchas muestras para la industria
  debido a que este tipo de reactivos evita muchos
  problemas.

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VENTAJAS DE LA EXTRACCION SFE

1. La velocidad de transferencia de masa entre la
   matriz la muestra y el fluido de extracción (de
   10 a 60 min.)
2. El poder disolvente de un SFE
3. Las recuperaciones de los analitos son sencillas
4. Algunos fluidos son baratos inertes y no tóxicos
   se les puede eliminar fácilmente dejándolos a
   temperatura ambiente

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INSTRUMENTACION

• Es relativamente sencilla se compone de una
  fuente o deposito de fluidos, una bomba de
  desplazamiento, una válvula para controlar el
  flujo y una válvula de salida.

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• El sistema SFE puede actuar de dos modos 1.-
  Extracción dinámica el SFE fresco llega continua
  mente a la muestra y la sustancia extraída fluye
  continuamente hacia el recipiente y tiene lugar
  la despresurización.
• 2.- Extracción estática la válvula entre la
  cubeta de extracción y el restrictor esta cerrada
  y la cubeta de extracción esta presurizada en
  condiciones estáticas.

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ELECCION DEL FS

• La sustancia mas usada es el CO2 o el CO2 con un
  modificador orgánico.
• La elección se determina a partir de la polaridad
  y la solubilidad de los analitos.
• El C02 es excelente para especies no polares como
  alcanos y terpenos y relativamente bueno para
  hidrocarburos aromáticos, aldehídos, esteres,
  alcoholes y grasas.

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(No Transcript)
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EXTRACCIONES INDEPENDIENTES Y EN LINEA

• En linea.- El efluente del restrictor, después de
  la despresurización es transferido directamente a
  un sistema cromatografico, su ventaja es mayor
  sensibilidad debido a que no hay dilución de los
  analitos.
• Independiente.-Los analitos se recogen por
  inmersión del restrictor en unos pocos milímetros
  del disolvente dejando que el ESF se evapore en
  el aire, los analitos son identificados por
  medios opticos.

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