Es un método que permite la separación, identificación y determinación de los componentes químicos en mezclas complejas. Los componentes de una mezcla son transportados a través de una fase estacionaria por el flujo de una fase móvil, y las separaciones se basan en las diferencias de velocidad de migración entre los distintos componentes de las mezclas.
La característica que distingue a la cromatografía de la mayoría de los métodos físicos y químicos de separación, es que se ponen en contacto dos fases mutuamente in miscibles. Una fase es estacionaria y la otra móvil.
TIPOS DE CROMATOGRAFÍA
Basado en el método de operación:
- Cromatografía líquido-líquido (CLL), ambas fases son líquidas por tanto se trata de una cromatografía de partición.
- Cromatografía líquido-sólido (CLS), en la fase estacionaria es sólida (cromatografía de adsorción, intercambio iónico, exclusión, afinidad).
- Cromatografía gas-líquido (CGL), es un tipo de cromatografía de partición.
- Cromatografía gas-líquido (CGS), es una cromatografía de adsorción.
Según la naturaleza de la fase estacionaria :
- Cromatografía de adsorción: La fase estacionaria sólida absorbe al componente que inicialmente se encontraba en la fase móvil (líquida o gaseosa).
- Cromatografía de intercambio iónico: En este tipo de cromatografía existen aniones como –SO3 – o cationes como el –N(CH3)3 + , covalentemente unidos a la fase estacionaria sólida. Los iones en disolución de carga opuesta son atraídos por fuerzas electroestáticas.
- Cromatografía de exclusión(o de geles): La fase estacionaria es un gel formado por polímeros no iónicos que separa moléculas por su tamaño, las moléculas de mayor tamaño pasan más rápidamente que las de menor tamaño.
- Cromatografía de afinidad: Es un tipo especial de cromatografía, emplea interacciones específicas entre una clase de moléculas de soluto y una segunda molécula que está covalentemente unida en la fase estacionaria.
Fuente: (Harris 2007)
Fuente: (Skoog, 2005)
TÉCNICAS CROMATOGRÁFICAS
Según la forma de llevar a cabo la separación cromatográfica, según el dispositivo o forma de obtener el contacto entre la fase móvil y la fase estacionaria, cabe distinguir dos grandes tipos de técnicas cromatográficas: en columna y plana.
Cromatografía en columna
En este tipo de cromatografía se utiliza un tubo cilíndrico, en el interior se coloca la fase estacionaria y a través de ella se hace pasar la fase móvil. El flujo de la fase móvil (líquido o gas) a través de la fase estacionaria se puede conseguir por presión, capilaridad o por gravedad.
Cromatografía plana
La fase estacionaria se coloca en una superficie plana y se distinguen dos tipos de cromatografía plana:
- Cromatografía en papel, en la que el papel actúa como soporte de la fase estacionaria (cromatografía de partición).
- Cromatografía en capa fina, un sólido actúa como fase estacionaria, o como soporte de la fase estacionaria se extiende en una capa delgada sobre una placa, generalmente de vidrio, en la cromatografía plana está excluido el uso de una de un gas como fase móvil, por lo que ésta siempre es líquida.
ADSORBENTES EN CROMATOGRAFÍA DE ADSORCIÓN
Los más importantes son la alúmina, silicato de aluminio, silicagel, óxido, silicato y carbonato de magnesio, óxido, carbonato y fosfato de calcio, como inorgánicos; y carbón, almidón y azúcares como orgánicos. Normalmente deben ser sometidos a un proceso térmico de activación superficial antes de su utilización.
Como diluyentes (solventes que se emplean para preparar la fase móvil) se utilizan agua, alcoholes, cetonas, ésteres, cloroformo, tetracloruro de carbono, etc.
Su capacidad de elución depende de su polaridad, del adsorbente y de los componentes a eluir.
DETECCIÓN
Los componentes separados por cromatografía deben poder ser visualizados de alguna manera, hecho que no constituye un problema para sustancias coloreadas como los pigmentos, pero cuando los componentes a separar no pueden ser observados a simple vista es necesario recurrir a diversas herramientas de detección, las cuales se denominan reveladores.
Los reveladores pueden ser físicos o químicos. Los reveladores físicos comprenden por ejemplo lámparas que emiten luz UV, la cual permite visualizar componentes que por sus características químicas son capaces de emitir fluorescencia (ej: compuestos fenólicos), la exposición al calor también puede generar ciertos cambios en los componentes separados (ej. acelerar la oxidación de éstos) que permitan visualizarlos.
Los reveladores químicos son sustancias químicas con reactividad, la cual a través de éstas es posible seleccionar qué tipo de moléculas (componentes) queremos visualizar.
En este sentido vale la pena mencionar que cuando se conocen exactamente los componentes que se pretenden separar mediante cromatografía, se aprovechan las propiedades de éstos para seleccionar aquellos reveladores que permitan detectarlos con mayor especificidad e inequívocamente.
Ejemplos: para detectar aminoácidos o péptidos pequeños se emplea ninhidrina, Lieberman-Bouchard para detectar sustancias esteroides (tipo colesterol), anticuerpos unidos a cromóforos para visualizar determinados antígenos presentes en muestras biológicas, etc.
APLICACIONES
- Determinación de concentración de producto activo en un producto agroquímico terminado.
- Control de calidad de pureza de solventes, como alcohol etílico anhidro, tolueno, xileno, benceno, que entran como materias primas a una planta.
- Determinación del contenido de principio activo de un medicamento.
- Control de calidad de la pureza de materias primas entrantes a bodega de una fábrica de productos medicinales, tales como: alcohol etílico al 95%, propilenglicol, glicerina, alcohol isopropilico, o-toluidina, paracetamol, butanol, octanol, benzaldehído, acetato de etilo, éter di etílico, alcanfor, y muchos otros.
- En fábricas de adhesivos, pegamentos, pinturas, para controlar que el producto terminado lleve las cantidades indicadas de solventes, humectantes, colorantes, gomas, resinas, poliuretanos, secantes, rellenantes, esponjantes, suspensores, emulsificantes.
- En investigaciones policiales o forenses resulta una herramienta muy útil para el análisis de muestras.
- En fábricas de alimentos, para control de calidad de producto terminado y materias primas, tales como proteínas, aromatizantes, determinación de colorantes.
- En la industria petrolera, es un método indispensable, para analizar las composiciones de casi todos los productos que van saliendo, del cracking, los tipos de gasolinas, los compuestos orgánicos destinados a síntesis.
- En el control de la producción vinícola, tiene infinidad de usos, desde usarse como una “nariz electrónica”, para caracterización de vinos, de acuerdo a parámetros previamente establecidos por expertos, concentración de componentes, análisis de aminas, como etanolamina, metilamina, agmatina, triptamina. Determinación de ocratoxina
- Su utilización es indispensable en análisis industriales, forenses bromatológicos, toxicológicos, clínicos y de contaminación ambiental.
BIBLIOGRAFÍA
- Harris, C. D. (2007). Análisi químico cuantitativo. Barcelona, Reverté.
- Skoog, D. A., E. Turiel Trujillo, et al. (2005). Fundamentos de química analítica. Madrid Thomson.
- Pasto, D.J. y Johnson, C.R. 2008. Determinación de estructuras orgánicas. Editorial Reverté, Barcelona (España).