La Cromatografía

La Cromatografía. En Química Analítica, la Cromatografía es un Método de Análisis Fisicoquímico de separación de mezclas complejas muy extendido, sobre todo a partir de mediados del siglo XX.

La Cromatografía consiste en un conjunto de técnicas muy variadas que separan los componentes de una mezcla permitiendo identificarlos y determinar sus cantidades.

Cromatografía de la clorofila

 

Ventajas y desventajas de la Cromatografía:

· Permite separar mezclas en cualquier estado (sólido, líquido o gas)

• Permite el análisis de muestras muy pequeñas
  · Alta resolución: permite el análisis de concentraciones muy bajas
  · Permite la separación de mezclas muy complejas
  · Es automatizable, lo cual permite abaratar su coste
  · Amplio espectro de aplicaciones
  · Rapidez: se obtienen resultados más rápidos que con otras técnicas
  · Es un método sencillo para identificar componentes de mezclas

Por otra parte, las desventajas de la cromatografía son la inversión en instrumentos cromatográficos especiales que puede resultar muy costosa. En algunos casos también requiere una formación especializada.Etimológicamente proviene del griego «chroma» (color) y «grafía» (impresión) en referencia a las primeras técnicas de separación sobre papel secante en las que los diferentes componentes lo coloreaban.

Elementos de la Cromatografía:

• Analito: es la mezcla que va a ser separada mediante la técnica cromatográfica elegida
• Fase Móvil: mezcla de Analito con un disolvente que desplaza los componentes a diferente velocidad
• Fase Estacionaria: sustancias fijas sobre las que se mueve la Fase Móvil
• Cromatograma: resultado en el que se aprecian los diferentes componentes de la mezcla separados.

En el ejemplo de la figura el analito sería la clorofila, la fase móvil la mezcla de clorofila con alcohol, la fase estacionaria el papel secante y el cromatograma los diferentes componentes separados.

Tipos de Técnicas Cromatográficas y Ejemplos:

• Cromatografía Plana: la fase estacionaria se situa sobre una placa plana o papel
  • Cromatografía en Papel: consiste en un trozo de papel (fase estacionaria) a través del que la fase móvil se mueve separándose en componentes. El componente más soluble tiende a subir más por el papel. Un ejemplo es la separación de la clorofila utilizando un papel y alcohol como disolvente.
  • Cromatografía en Capa Fina: consiste en una capa uniforme de absorvente (por ejemplo sílica gel) en fase estacionaria polar que se apoya sobre un recipiente que contiene la fase móvil
• Cromatografía de Líquidos: puede ser por adsorción, por cambio iónico, exclusión, reparto o afinidad

Cromatografía de gases de una muestra de hidrocarburos C4

Cromatografía de Gases: es una de las más empleadas. En ella se separan los componentes en fase de vapor:
1. La mezcla (analito) se inyecta en el extremo de un tubo de vidrio  
2. Se añade helio a la mezcla formando la fase móvil que se desplaza por el tubo
3. Sobre el tubo hay una fina capa de líquido (fase estacionaria)
4. La fase estacionaria retiene en mayor o menor medida los componentes de la fase móvil haciendo que se desplacen separados y a distinta velocidad
5. Al final del tubo hay un detector que se activa según van llegando los componentes separados
6. El resultado de las señales del detector con el paso del tiempo forma el cromatograma (ver figura).

• Cromatografía de Fluidos Supercríticos: puede ser en columna o plana

Ejemplos de Cromatografías:
A continuación varios ejemplos de aplicaciones de la Cromatografía:

• Medioambientales: análisis de sustancias contaminantes en el aire, pesticidas, análisis de la calidad del agua, análisis de isótopos radioactivos y en general cualquier tipo de control ambiental…
• Alimentación: controles de sanidad sobre alimentos para detectar sustancias tóxicas, análisis de componentes en fragancias o saborizantes, análisis de triglicéridos, identificación de aminoácidos en muestras de proteínas
• Salud: análisis de sangre y orina, fármacos, análisis de sustancias tóxicas, análisis forense, determinación de alcohol en sangre…
• Química orgánica: gas natural, gasóleos, glicoles, aminas, cetonas, identificación de isómeros cis-trans (los isómeros trans suelen moverse con mayor rapidez que los cis)…

Experimento*:

1. Cortar una tira alargada de papel del ancho del dedo gordo y del largo de un lapicero.
2. Pintar con un rotulador negro un pequeño círculo cerca del extremo del papel
3. En un vaso pequeño verter una pequeña capa de alcohol
4. Introducir el papel dentro del vaso con el círculo negro lo más cerca posible del alcohol pero sin tocarlo
5. Esperar unos minutos
6. Al cabo de un tiempo se podrá observar como se separan los diferentes componentes de la tinta negra (aparecerán en diferentes colores y separados del círculo negro)

*realizar siempre bajo la tutela de una persona adulta y responsable tomando las medidas de seguridad apropiadas (quimicas.net no se hace responsable de los resultados).

Ejercicios de Cromatografía:

• Ejercicio 1: Identificar las opciones en las que la cromatografía es un método adecuado de separación:
  • Separación del alcohol etílico (CH₃CH₂OH) en una muestra de vino
  • Detección de gases contaminantes en el aire
  • Separación de una sal de una disolución acuosa
  • Extracción o enriquecimiento de una muestra de mineral de uranio
  • Separación de los cationes y aniones presentes en una disolución
  • Separación de las vitaminas

• Ejercicio 2: Determinar si son falsas o verdaderas las siguientes afirmaciones sobre la cromatografía:
  • es un método eficaz para separar componentes de mezclas a nivel industrial y de manera económica
  • la cromatografía es una técnica útil de separación de mezclas complejas pero tiene está limitada a aquellas con concentraciones no inferiores a 1 ppm (parte por millón
  • la cromatografía sirve para determinar la composición de muestras extremadamente pequeñas

Solución Ejercicios de Cromatografía: