CROMATOGRAFÍA IÓNICAInstrumentación

1.-RECIPIENTES DE ELUYENTES Y REGENERANTES

-Filtro de inicio de línea-Eluyentes DESGASIFICADOS y/o PRESURIZADOS -Con HELIO

- VACÍO

2.-BOMBAS DE ALTA PPRESIÓN

- Doble pistón� Flujo estable y reproducible� Trabaja a altas presiones (<40MPa=400Atm)

- Flujo libre de pulsos� DAMPER

3.-VÁLVULA DE INYECCIÓN

-NEUMÁTICAS Ó ELECTROVÁLVULAS (VÁLVULAS DE 6 VÍAS)- Filtros de alta presión-LOOPS muestra: 20-100uL

4.-PRECOLUMNA Y COLUMNA

- Rellenas de FASE ESTACIONARIA- PRECOLUMNA� Protege a la COLUMNA ANALÍTICA- Dimensiones habituales : COLUMNA: 250*4mm

PRECOLUMNA: 50*4mm

5.-SUPRESOR DE CONDUCTIVIDAD

-Sólo para DETECCIÓN CONDUCTIMÉTRICA-Sólo para DETECCIÓN CONDUCTIMÉTRICA- Varios tipos de supresor

5.1- SUPRESOR QUÍMICO DE LECHO EMPAQUETADO

- Columnas empaquetadas tradicionales de intercambio iónico- Técnicas de DOBLE COLUMNA

�C. CATIONES: Columna de intercambio ANIÓNICO, forma HIDROXILADA

� C. ANIONES: Columna de intercambio CATIÓNICO, forma PROTONADA.

-DESVENTAJA: REGENERACIÓN EN DISCONTINUO

Supresor Químico lecho empaquetado tipo REVOLVER

-Sistema EFICAZ y ROBUSTO-Permite la REGENERACIÓN en CONTINUO

5.2- SUPRESOR QUÍMICO DE MEMBRANA

- MEMBRANAS de intercambio iónico dispuestas en forma de sandwich- Dos canales para el REGENERANTE (ácido/base)- Un canal para el ELUYENTE a CONTRACORRIENTE

SUPRESORA C.I. ANIONES:

-Suprimo CATIÓN

SUPRESORA C.I. CATIONES:

-Suprimo ANIÓN

�Regeneración en CONTINUO

�Difusión iones regenerantes hacia el eluyente

�RUIDO EN LA MEDIDA

CATIÓN

-Regenerante: ácido

-Regenerante: base

5.3- SUPRESOR ELECTROQUÍMICO DE MEMBRANA O AUTOREGENERANTE

- MEMBRANAS de intercambio iónico dispuestas en forma de sandwich- Se colocan electrodos junto a cada una de las membrana - Los H+ y OH- (regeneración) mediante la electrolisis del agua

CSRS- AutoSuppression Mode

Para la REGENERACIÓN necesita suministro de:

- H2O

- Eluyente�Autosupresión

5.4- SUPRESOR de CO2

-Para el caso de eluyentes en base CARBONATO y con supresión

-El ácido producido en el eluyente durante la supresión permanece en el eluato � ligero aumento de la conductividad de fondo

- El supresor de CO2 retira el CO2 producido tras la supresión química

-El uso combinado de un supresor químico y el supresor de CO2 potencia

la reducción de la conductividad de fondo� ↓ LOD

6.- DETECTORES

6.1- DETECTOR DE CONDUCTIVIDAD

• Mide la corriente conducida por iones en disolución bajo un campo eléctrico• Detectores ELECTROQUÍMICOS• Es un sistema de detección no selectivo• La conductividad se ve afectada ampliamente por la Tª� 2%/ºC• El efecto de los cambios de Tª es mayor cuanto mayor es la CONDUCTIVIDAD� La SUPRESIÓN reduce el efecto de cambios menores de Tª

• Para mantener la línea base estable (frente a fluctuaciones Tª)• FUNCIONES:- Mantiene la celda a la Tª fijada- Corrige la conductividad medida y normaliza la medida a 25ºC- Medidas de conductividad impermeables a la variación de Tª- Excelente reproducibilidad de altura de pico

ESTABILIZADOR DE Tª

CELDA DE CONDUCTIVIDAD• Celda de paso a través• V= 1uL• Cuerpo de la celda fabricado en PEEK• La CTE DE CELDA calibrada electrónicamente• La conductividad se ve afectada ampliamente por la Tª� 2%/ºC• Un sensor de temperatura indica la Tª del líquido en la célula (COMPENSACIÓN)

Especies detectadas por conductividad

• ANIONES:• ANIONES:- Iones orgánicos e inorgánicos.procedentes de ácidos y bases fuertes- Iones procedentes de bases débiles� pH de la fase móvil debe MAXIMIZAR la disociación - La sensibilidad es mejor para aniones (ácidos) con pKa por debajo de 6�Carboxilato, sulfonato o fosfonato: pKa < 4.75 �Aniones inorgáncos de ácidos fuertes: Cl-, NO3

-, SO42-, PO4

3-

• CATIONES:- Cationes inorgánicos : Metales alcalinos y alcalino térreos y NH4

+

- Cationes de metales de transición, en su mayoría no pueden ser detectados?- Cationes orgánicos: AMINAS� ALIFÁTICAS: pKa ≈ 10 � fácilmente detectables� AROMÁTICAS: pKa ≈ 2-7 � baja sensibilidad, pobre detección, mejor sin supresión?(mejor por UV o amperometría)

INTERFERENCIAS

LÍMITES DE DETECCIÓN

• 0.5-100ppb dependiendo del ión y del equipo

Toda sustancia cuyo tiempo de retención coincida con el de un ión a determinar, producirá interferencias.

6.2- DETECTOR AMPEROMÁTRICO

• Detectores ELECTROQUÍMICOS• A diferencia con la detección por conductividad, en la detección amperométricase producen reacciones de transferencia de electrones durante la detección (entreelectrodo y analito)• .Compuestos iónicos con grupos funcionales susceptibles de ser oxidados oreducidos.• La señal analítica es la intensidad de corriente resultado de la oxidación oreducción del analito (α CONCENTRACIÓN ANALITO).• Es un sistema de detección sensible y altamente selectivo

Especies detectadas por amperometría• CATIONES: Muy pocos- Cationes inorgánicos : Fe+, Co2+

• ANIONES:-Aniones inorgánicos : S2O3

2- (tiosulfato), haluros, S2- (sulfuros) y SO32-(sulfitos).

-Aniones Orgánicos : Carbohidratos y azúcares alcohólicos

CELDA AMPEROMÉTRICA

● Celda de paso a través con 3 electrodos:- Electrodo de trabajo (WE)- Electrodo de referencia (RE)(Ag/AgCl)

- Electrodo auxiliar (AE) (Acero inox.)

● Se aplica un potencial de oxidación o reducción: (WE �� RE)

Cualquier cambio en el potencial aplicado será desarrollado entre electrodo de trabajo y la desarrollado entre electrodo de trabajo y la disolución. ● La corriente generada de la reacción electroquímica fluirá desde el electrodo

de trabajo hasta el electrodo auxiliar o contrarelectrodo (WE �� AE)� SEÑAL ANALÍTICA

● 5 – 10 % de conversión en el electrodo de trabajo

● La celda amperométrica se sitúa directamente a continuación de la columna (Sin SUPRESOR)

Electrodos de TRABAJO utilizados:● Electrodos selectivos a sustancias que exhiben reducción u oxidación al potencial aplicado � SELECTIVIDAD● Cada material da lugar a diferentes ventanas de potencial de uso:- El rango negativo de potenciales: 2H+ + 2e- � H2- El rango positivo de potenciales: Me � Mex+ + xe-

- Los potenciales límite para el electrodo de trabajo en la fase móvil.- Implicaciones del electrodo en la reacción electroquímica.- Cinética de la reacción de transferencia de electrones- Estabilidad a largo plazo del electrodo.

La elección del material del electrodo de trabajo depende de:

Electrodos de TRABAJO utilizados:● Los potenciales límite se ven fuertemente afectados por pH fase móvil.

● Las ventanas de potencial usables se mueven hacia negativos en disolucionesbásicas y hacia positivos en disoluciones ácidas.

● Potencial aplicado � Potencial límite => ↑Ruido aumentará (cuando la corriente defondo aumenta)

MODOS de TRABAJO en AMPEROMETRÍA:

A) VOLTAMETRÍA (SCAN)A) VOLTAMETRÍA (SCAN)

- Sirve para determinar el POTENCIAL ÓPTIMO a

utilizar en amperometría DC y PAD

- Se va modificando el potencial entre dos puntos, se

mide la Intensidad de corriente producida por las

reacciones de oxidación/reducción producidas

- VOLTAGRAMA : Intensidad de corriente (I) vs.

Potencial aplicado (V).

B) AMPEROMETRÍA DE CORRIENTE CONTINUA (DC)

● Medida de la corriente a un Potencial CTE aplicado entre el electrodo de trabajo y el electrodo de referencia (WE �� RE)● La corriente medida depende de varios factores:- Concentración de analito- Tª- Área superficial del electrodo de trabajo- Caudal líquido sobre la superficie del electrodo de trabajo● El potencial de detección óptimo en DC es el más bajo que puede provocar una corriente limitada por difusión� ↑Potencial � ↑ ruido (no la señal) � ↓Selectividad

D) AMPEROMETRÍA DE PULSOS (PAD)

● Es un método reproducible y sensible para CARBOHIDRATOS.

● Utiliza electrodo de trabajo de ORO

● Los carbohidratos son oxidados sobre el electrodos de Oro, los productos de la reacción de oxidación envenenan la superficie del electrodo inhibiendo la oxidación de más analito � A través de repetidos pulsos entre el potencial mayor y menor, se puede mantener una superficie de electrodo estable y activa.

● Se aplica una onda de potencial para la oxidación del analito y ● Se aplica una onda de potencial para la oxidación del analito y la limpieza del electrodo de trabajo:

E1: Potencial de trabajoE2: Potencial de OxidaciónE3: Potencial de Reducción

6.3- DETECTOR UV

• Detector ESPECTROSCÓPICO• Miden la cantidad de luz que los iones absorben a una longitud de onda específica.• No es una detección muy significativa en CI, sirve de apoyo a la conductividad.• Generalmente los iones inorgánicos no suelen ser cromóforos�DERIVATIZACIÓN.

EJEMPLO: Determinación de Nitritos en aguas de mar:- Se evita la enorme interferencia del Cl- sobre el NO2

-

de la detección por conductividad

Longitudes de onda para la Absorción UV de determinados iones

de la detección por conductividad

● Ley de Beer – relación entre absorción y concentración● UV: 190 – 400 nm, VIS: 400 – 900 nm● Detección directa UV/VIS, ej. NO2

-, I-, S2O32-

●Detección indirecta UV/VIS, ej. cloruros, sulfatos