CROMATOGRAFÍA IÓNICAFundamentos de la técnica

¿QUÉ ES LA CROMATOGRAFÍA?

CROMATOGRAFÍA IÓNICA

Tanto FASE MÓVIL como FASE ESTACIONARIA son IÓNICAS

INTERCAMBIADORES IÓNICOS

Intercambiadores iónicos: Fases sólidas de matriz normalmente polimérica

sobre cuya superficie se fijan covalentemente grupos activos iónicos. Debido

a la condición de electroneutralidad hay siempre un contraión opuestamente

cargado en la vecindad del punto activo cargado. El contraión o ION cargado en la vecindad del punto activo cargado. El contraión o ION

ELUYENTE normalmente se origina de la fase móvil.

PROCESOS DE RETENCIÓN SOBRE UN INTERCAMBIADOR IÓNICO

x(R–SO3- H+) + M x+

↔ x(R–SO3-) Mx+ + xH+

sólido disolución sólido disolución

ácido fuerte: –SO3-

ácido débil: –COO-

ácido débil: –PO32-

x(R–N(CH3)3+OH-) + Ax-

↔ x(R–N(CH3)3)+Ax- + xOH-

sólido disolución sólido disolución

base fuerte: –NR3+base débil: –NH3+

ORDEN DE ELUCIÓN

A) CARGA

tR (Nitrato) < t R (Sulfato)

B) TAMAÑO

tR: F- < Cl- < Br - << I-

C) POLARIZABILIDAD

(1) AFINIDAD de los iones por los puntos activos

C) POLARIZABILIDAD

tR (Sulfato) < t R (Tiocianato)

(2) pH de la fase MÓVIL

(PO4)3- // (HPO4)2- // (H2PO4)- // H3PO4pH>12 pH=9.5 pH=9

8mM Na2CO3 3.6mM de Na2CO3 4.5mMNa2CO3 2mM NaOH 1.4mM NaHCO3

ORDEN DE ELUCIÓN

(3) FUERZA IÓNICA DE LA FASE MÓVIL

-↑FUERZA IÓNICA � ↓tR

- Varía la SELECTIVIDAD ENTRE IONES DE DISTINO SIGNO

(4) CONTENIDO EN DISOLVENTES ORGÁNICOS FASE MÓVIL

(5) Tª FASE MÓVIL

- Mayor eficiencia en la separación

- Mayor efecto con eluyentes con disolventes orgánic os

-Modifica la SELECTIVIDAD de la columna

- Generalmente ↑ tR

FASE ESTACIONARIA

• Composición de la fase ESTACIONARIA:

- Sustrato/resina

- Partículas esféricas diámetros 2-10µm

- Los más usuales -Intercambiadores iónicos de superficie funcionalizada- Los más usuales -Intercambiadores iónicos de superficie funcionalizada

-Intercambiadores iónicos peliculares

- Grupos activos

• Capacidad de un intercambiador iónico:

La capacidad de intercambio, Q , es el Nº de lugares disponibles para intercambio

iónico. Se suele dar normalmente por gramo de material de relleno seco, en

microequivalentes o micromoles por gramo (ueq/g ó umol/g).

CAPACIDAD DE UN

INTERCAMBIADOR IÓNICO• Materiales de BAJA capacidad: Q < 100 umol/g

• Materiales de MEDIA capacidad: 100 < Q < 200 umol/g

• Materiales de ALTA capacidad: Q >200 umol/g

CAPACIDAD TOTAL DE LA COLUMNA: µmol(Cl-)/columnaCAPACIDAD TOTAL DE LA COLUMNA: µmol(Cl-)/columna

SOBRECARGA O SATURACIÓN DE LA COLUMNA:

Efectos:

No superar el 5% de la capacidad de la columna en un solo pinchazo

- Deformación picos (CORTADOS o SESGADOS, ASIMÉTRICOS)

�↓ EFICIENCIA separación

- Variación de los tR (iones que actúan como ELUYENTE)

FASE MÓVIL- Mantiene ionizados los grupos activos de la fase estacionaria

- Disuelve y transporta la muestra

-Controla la retención de la muestra

- Regula el pH

ANIONESNaOH

NaHCO3

CATIONESHNO3

Ácido metanosulfónicoNaHCO3

Na2CO3

Ácido metanosulfónicoÁcido tartárico

FUERZA IÓNICA DE LA FASE MÓVIL: Un aumento en la concentraciónse traduce normalmente en una separación más rápida, pero también enuna conductividad de fondo más alta.

EFECTO DE UN MODIFICADOR ORGÁNICO:-Disminuye la retención de la materia orgánica-Modifica la SELECTIVIDAD-Metanol, acetonitrilo, THF, isopropanol, acetona,…

DETECCIÓN

Modos de detección:

Kc= L/A

Tanto los iones ANALITO como los iones ELUYENTE son especies cargadas, con

una determinada CONDUCTIVIDAD.

ELEVADA CONDUCTIVIDAD DE FONDO

MEDIDAS POCO SENSIBLES

SIN SUPRESIÓNDE

CONDUCTIVIDAD

MODOS DE TRABAJOCON SUPRESIÓN

DECONDUCTIVIDAD

CROMATOGRAFÍA IÓNICA SIN SUPRESIÓN

-Se trabaja con sistemas MONO-COLUMNA

-Se usan INTERCAMBIADORES IÓNICOS de BAJA CAPACIDAD.

CROMATOGRAFÍA ANIÓNICA SIN SUPRESIÓN QUÍMICA

-Se usa como ELUYENTE iones GRANDES, ↓Conductividad equivalente, ↓Conductividad

ELUYENTES:Ácidos carboxílicos aromáticosÁcidos carboxílicos alifáticos

Ácidos sulfónicosHidróxidos alcalinos (Sosa, potasa)

- Fondos de conductividad MODERADA

- Sensibilidad y ruido ACEPTABLES

- Medidas de concentración ALTAS

- Algunos ácidos carboxílicos alifático, de mayor conductividad equivalente (oxálico, cítrico): DETECCIÓN UV

- RANGO LINEAL reducido

CROMATOGRAFÍA CATIÓNICA SIN SUPRESIÓN QUÍMICA

ELUYENTES:Ácidos minerales diluidos (HNO3, 3.5mM)

ELEVADA conductividad de FONDO (H+)

Medida DIRECTA de CONDUCTIVIDAD

MEJOR SIN SUPRESIÓN

CROMATOGRAFÍA IÓNICA CON SUPRESIÓN

-Se reduce la conductividad del ELUYENTE en una reacción POST-COLUMNA

-Se sustituyen los CONTRAIONES del eluyente dando H2O u otra especie poco disociada,

por lo que se reduce la conductividad de fondo.

CROMATOGRAFÍA ANIÓNICA CON SUPRESIÓN QUÍMICA

VENTAJAS La conductividad del eluyente es reducida

Se aumenta la señal del analito.

■ Eluyentes en basea HIDRÓXIDOy CARBONATO

■ Baja detectabilidad de F-, Acetato