MÉTODOS ÓPTICOS ELECTROQUÍMICOS Y CROMATOGRAFICOS

Facultad de Química UADY

Fuerzas Intermoleculares

Equipo: Adriana Solís Yudali Acosta Sergio Mazun Milton Puerto

¿QUÉ ES LA CROMATOGRAFÍA IÓNICA?

Técnica física de separación basada en la distribución de solutos entre una fase móvil y una fase estacionaria. La cromatografía iónica se basa en el uso de una resina de intercambio iónico como fase estacionaria.

Convendría decir que la cromatografía iónica tiene un ámbito de aplicación que engloba a los estudios en los que intervienen moléculas con peso molecular menor a 500.

Se usa para realizar un análisis completo de los iones que pueda haber presente en una determinada muestra. 

¿Para que se usa?

FUERZAS IÓNICASLos compuestos que poseen dipolos no tienen carga neta en la molécula. Los iones, sin embargo, poseen una carga neta e interactúan fuertemente con iones con una carga opuesta generalmente llamado contra-iones. Cromatografía de intercambio de iones separa los materiales iónicos mediante interacciones iónicas que resultan de las fuerzas eléctricas entre iones de carga opuesta. Interacciones iónicas son siempre acompañados por las interacciones de dispersión y, en la mayoría de los casos, también se asocian con interacciones polares.

Es la energía que hace que las moléculas se

mantengan unidas entre sí, es decir por cargas positivas por

una parte y negativas por otra, es el tipo de

unión más fuerte.

Principio de la Cromatografía Intercambio Iónico

Fue reconocido como tal por primera vez por Latimer y Rodebush en 1920.

Es una atracción inter e intermolecular en la que participa siempre el H.

Un enlace entre un hidrogeno y un átomo electronegativo como el F, O o N es muy polar el hidrógeno obtiene una carga positiva parcial.

El hidrógeno forma uniones intermoleculares con un par de electrones no enlazados de los otros átomos.

Puentes de Hidrogeno

CARACTERÍSTICAS DE LOS ENLACES DE HIDRÓGENO La energía de los enlaces de hidrógeno cae en el intervalo de 4 kJ/mol a 25 kJ/mol, es decir, son más débiles que los enlaces covalentes, pero son mayores que las interacciones dipolo-dipolo o las fuerzas de dispersión.

El enlace de H se representa por una línea discontinua para distinguirlo del enlace covalente.

Tiende a ser lineal, es decir aceptor, hidrogeno y donador alineados, en cuyo caso la interacción alcanza la máxima estabilidad.

Tienen un efecto importante sobre los puntos de ebullición. Ej.:

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IMPORTANCIA DEL PUENTE DE HIDROGENO

El enlace por puente de hidrógeno es esencial para la integridad estructural de muchas moléculas biológicas. La estructura de doble hélice del ADN se mantiene, en parte, gracias a los enlaces por puentes de hidrógeno entre las bases: pares de adenina con tiamina y pares de guanina con citosina.

IMPORTANCIA EN LA CROMATOGRAFÍA

• Los compuestos químicos se separan en función de su diferente afinidad por una fase móvil y una fase estacionaria.

• Fase estacionaria: Gel de sílice (SiO2); Alúmina (Al2O3).• La superficie del gel de sílice interacciona con los

compuestos orgánicos mediante interacciones de carácter polar (puentes de hidrógeno o interacciones electrostáticas).

• Los compuestos más polares interaccionan más fuertemente con la sílica.

• Fase móvil: es una mezcla de disolventes (eluyente).

• Eluyentes polares.- Rompen más eficazmente las uniones de los compuestos con la fase estacionaria. Arrastran más rápidamente a los compuestos.

• Eluyentes no polares.- No rompen las uniones de los compuestos con la fase estacionaria. Arrastran muy lentamente a los compuestos.

INFLUENCIA DEL ELUYENTE EN EL RF

• Mezclas con mayor poder de elución (más polares): arrastran mucho a los compuestos Rf menor.

FUERZAS DE VAN DER WAALS

Fuerzas de atracción entre moléculas

neutrasSe

origina a partir de momento

s dipolares temporal

es ( duran poco)

que son inducidos

en una molécula por las

moléculas

próximas

Son consideradas como la explicación molecular para las energías cohesivas

de los líquido

Se clasifican

en:-Dipolo-Dipolo

-Dipolo-dipolo

inducido-Fuerzas

de dispersió

n de London

FUERZAS DE LONDON(DIPOLO INDUCIDO-DIPOLO INDUCIDO)

Se deben a la atracción de sus dipolos temporales correlacionados e inducidos por sus moléculas

Se establecen entre sustancias no polares, aunque también están presentes en las sustancias polares

Son las más débiles

Dependen de cuántos electrones estén distribuidos alrededor del átomo y de qué tan unidos se mantengan. En los átomos y en las moléculas con gran número de electrones débilmente atraídos, se encuentran fuerzas de dispersión más fuertes

Más fuertes con grandes cantidades de superficie de contacto (mayor área superficial, más interacciones cercanas entre diferentes moléculas)

IMPORTANCIA EN CROMATOGRAFÍA

Cromatografía

• Técnica que permite separar, identificar y cuantificar los compuestos presentes en muestras líquidas o gaseosas( para muestras sólidas se requiere etapa de disolución o extracción)

• Los solutos se separan en base a la distinta velocidad de desplazamiento cuando son arrastrados por una fase móvil a través de un lecho cromatográfico que contiene a una fase estacionaria (sólida o líquida)

• La muestra se disuelve en la fase móvil y se hace pasar a través de la fase estacionaria (inmiscible con la móvil) que se mantiene fija en una columna

CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS CROMATOGRÁFICOS

Criterios:

Modo como las fases

se ponen en contacto

Fundamento de separaci

ón (naturaleza de

las fases y tipo de interacci

ones entre

solutos y fases

utilizadas)

Nota: En este caso nos interesa el criterio de Fundamento de separación (naturaleza de las fases y tipo de interacciones entre

solutos y fases utilizadas)

Cromatografía de líquidos

Cromatografía de gases

• Fase móvil gaseosa

Cromatografía de fluidos supercríticos

Fundamento de separación

INTERACCIONES DIPOLO-DIPOLO

Las atracciones dipolo-dipolo ocurre entre polos opuestos de moléculas polares

Una molécula es un dipolo cuando existe una distribución asimétrica de los electrones debido a la diferencia de electronegatividad.

• Dos dipolos se atraen cuando están dispuestos de modo que sus centros de carga opuesta se encuentra entre si

• Tienen una mayor fuerza que las fuerzas de dispersión, pero mas débiles que las interacciones iónicas

IMPORTANCIA EN CROMATOGRAFÍA

Una buena separación en Cromatografía tiene lugar si existe un equilibrio entre las fuerzas involucradas

La polaridad, es una factor muy importante en la cromatografía

Algunos aspectos importantes de esto son:

La polaridad del analito debe ser similar a la de la fase estacionaria para que lo retenga y se eluye con una fase móvil de polaridad diferente.

Las interacciones entre la fase móvil, analito y fase estacionaria son importantes, ya que modifica la selectividad de la separación

VENTAJAS DE LA CROMATOGRAFIA

Es sencilla, rápida y no requiere aparatos complicados. Abarca escalas micro analíticas hasta escalas industriales. Es una técnica poco o nada destructiva que puede aplicarse a sustancias.Constituye una metodología imprescindible en estudios bioquímicos, toxicológicos, estructurales, lábiles.

REFERENCIAS Gillespie, R. Química. Reverté: Barcelona, 1990, pp. 581-582 Acuña F. Química Orgánica. EUNET: Costa Rica, 2006. pp. 15-16 Barquero,M. Mecanismos y aplicaciones de la Cromatografía. Serie

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Thornton , R. Química orgánica, 5ª ed., Editorial Pearson; México:1998; pp 28-29

Wade, L.G. Jr., 1993. Química Orgánica. 2a. edición Prentice-Hill Hispanoamericana, S.A. México; pp 61-62