Curso Basico GC

7/25/2019 Curso Basico GC

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Merck Peruana S. A.División Química Qco. Carlos Gómez Ventura

Setiembre - 2!"



!. #ntro$ucción %

&ases 'istóricas%

• (n !)! la cromato*ra+ía em,ieza a $ar sus ,rimeros,asos con los trabaos $el cientí+ico ruso Mik'ail

Semenovic' /s0ett.

• (n !)1 el estu$iante Alem3n 4ritz Prior $esarrollo la

Cromato*ra+ía Gas 5 Sóli$o.

• (l #n*les Arc'er 6o'n Porter Martin recibio

el Premio 7obel ,or su $esarrollo en la

Cromato*ra+ía 8í9ui$a 5 8í9ui$a :!)1!;

Cromato*ra+ía $e Pa,el :!)11; < ,or el$esarrollo $e la Cromato*ra+ía $e Gases <

$esarrollar lue*o la Cromato*ra+ía Gas 5

8í9ui$o :!)=;



&ases 'istóricas%

!)=2 % Martin > 6ames utilizan las ,rimeras columnas em,aca$as

!)=1 % #nicia la comercialización $e los ,rimeros instrumentos

!)= % Gola< ,resenta las ,rimeras columnas ca,ilares :?,en /ubular;

!)@ % Se masi+ica el uso $e columnas ca,ilares

8a Cromato*ra+ía reem,laza a la

$estilación como mto$o ,re+eri$o ,ara

se,arar materiales vol3tiles.

8a se,aración cromato*r3+ica $e,en$e$e muc'as variables sin embar*o esta

es una tcnica $e se,aración muc'o

mas ,o$erosa 9ue cual9uier otra.



• 8a Cromato*ra+ía es una $e las tcnicas analíticas m3s am,liamente usa$a

en el mun$o

M3s $e = aBos $e $esarrollo

Cerca $e 2 instrumentos ven$i$os al aBo

Cerca $e 2= instrumentos en uso

• 8a Cromato*ra+ía es la tcnica ,re+eri$a ,ara la se,aración < an3lisis $e

com,uestos vol3tiles

A,licable a *ases lí9ui$os <

sóli$os $isueltos

A,licable tanto a materiales

or*3nicos e inor*3nicos

Materiales con ,esos

moleculares $es$e 2 a m3s $e

! MA



2. Conce,tos b3sicos %

• Cromato*ra+ía

eulemans 'a $e+ini$o la Cromatografía como un

mto$o +ísico $e se,aración en el cual los

com,onentes a se,arar se $istribu<en entre $os

+ases una $e las cuales constitu<e la Fase

Estacionaria $e *ran 3rea su,er+icial < la otra es

la Fase móvil 9ue ,asa a travs o a lo lar*o $e la

+ase estacionaria.

(s la sustancia 9ue 'a $e ser ,uri+ica$a se,ara$a o aisla$a $urante la

cromato*ra+ía.

• Analito

•Cromato*rama(s el re*istro visual $el ,roceso

cromato*r3+ico. Ee,resenta uno o

m3s ,icos o +ormas 9ue re,resentan

a $i+erentes com,onentes 9ue 'an

si$o se,ara$os $e una mezcla.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Rt_5_12.png

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/39/Rt_5_9.png



• Cromató*ra+o

(s el instrumento 9ue ,resenta una serie $e

com,onentes 9ue cum,len la +unción $e

se,arar analitos en una mezcla < ,resentar

,icos $e elución me$iante un cromato*rama.

(s el tiem,o en minutos :o se*un$os; 9ue

le toma a una molcula en ,articular salir

$el sistema cromato*r3+ico.

(l tiem,o $e retención se mi$e en el

m3Fimo $el ,ico obteni$o.(l tiem,o $e retención es un ,arametro $e

i$enti+icación re+erencial no absoluto el

cual ,ue$e cambiar si las con$iciones $e

trabao no son re,etibles.

• /iem,o $e retención :tr;



• 4ase estacionaria

(s la sustancia 9ue se encuentra +ia en lacolumna < 9ue la *enera el ,roceso $e

se,aración cuan$o el analito < el solventeH

,asan a travs $e ella.

(n cromato*ra+ia $e *ases eFisten $i+erentes

+ases estacionarias ,ara se,arar $i+erentesanalitos.

• 4ase Móvil

(n cromato*ra+ía $e Gases la +ase móvil es

un *as el cual trans,orta al analito < lo

arrastra a travs $e la columna entran$o en

contacto con la +ase estacionarias sin

reaccionar con ella.



• Ventaas $e la Cromato*ra+ía $e Gases

An3lisis r3,i$os :Minutos < al*unas veces 'asta se*un$os;

An3lisis automatiza$os :Autoin<ectores < Automuestrea$ores;

Pe9ueBa canti$a$ $e muestra :u8 o u*;

Alta Eesolución

Con+iable sim,le < económico

Mto$os Destructivos < 7o Destructivos :/CD < MS ,or eem,lo;

Detectores universales < es,ecí+icos :$es$e ,,m 'asta unos cuantos

,,b;

Me$iciones $e alta ,recisión :$e ! a =I $e ESD;



• Desventaas $e la Cromato*ra+ía $e Gases

8a tcnica esta limita$a al an3lisis $e com,uestos vol3tiles :la columna

limita la tem,eratura $e uso el analito $ebe $e tener ,unto $e

ebullición menor $e = JC;.



• Desventaas $e la Cromato*ra+ía $e Gases

7o es a,ro,ia$o ,ara muestras trmicamente labiles

Al*unas muestras ,ue$en re9uerir te$iosas ,re,araciones :las

muestras $eben $e ser solubles < no reaccionar con la columna;

Ee9uieren tcnica es,ectroscó,icas ,ara con+irmar la i$enti$a$ $el

analito :usualmente el es,ectrómetro $e Masas;



". Com,onentes $e un Cromató*ra+o $e Gases %



• (l *as ,orta$or o +ase móvil es el 9ue trans,orta los

com,uestos a travs $e la columna.

• Debe ser 9uímicamente inerte $e alta ,ureza :K )).)I;

com,atible con el $etector :bao rui$o < sin eF,losiones;

seco.

• (l ti,o $e *as ,orta$or $e,en$e $e la veloci$a$ re9ueri$a

,ara el an3lisis < el ti,o $e $etector a em,lear. 8os m3sutiliza$os son 'elio nitró*eno 'i$ró*eno o una mezcla

ar*ón con = I $e metano.

• Con ciertos ti,os $e columnas < $etectores se re9uiere el uso $e un *as

$e com,lemento en el $etector :make-u,H;. (l make-u,H es un *as $e

arrastre a$iciona$o al e+luente $e la columna antes $e 9ue ,ase al$etector.

• (l sistema $el *as ,orta$or ,or lo *eneral contiene uno o varios tamices

con el obeto $e eliminar 'ume$a$ 'i$rocarburos < oFí*eno.

• 8os cau$ales utiliza$os en las columnas em,aca$as oscila entre 2= < )

m8Lmin < $e ! a 2 m8Lmin en las ca,ilares.



".2.- Controla$ores $e 4luo

• (l sistema abastece$or $e *ases $ebe $e ,ro,orcionar una razón

$e +luo eFacta < ,recisa. (sto nos ase*ura 9ue los tiem,os $eretención sean re,ro$ucibles < minimiza la $eriva $el $etector.

• 8a razón $e +luo $e,en$e $el ti,o $e columna em,lea$a

:Columnas em,aca$as $e 2= a ! m8Lmin < Columnas Ca,ilares

$es$e unos ,ocos u8Lmin a ! m8Lmin;

•

Para el control $e +luo $e *as $e arrastre es meor usar unsistema (lectrónico $e Control $e 4luo :(4C;.

• 8a razón $e +luo ,ue$e $ecrecer cuan$o la tem,eratura $e la

columna se incrementa :la viscosi$a$ $el *as $e trans,orte se

incrementa con la tem,eratura;



".".- Puerto $e #n<ección

• Parte +ísica $el e9ui,o 9ue se,ara el me$io ambiente $el interior $el

cromató*ra+o. Permite el in*reso $e la muestra a la columna ,ara,ro$ucir ban$as simtricas :,icos cromato*r3+icos;.

• Pro,ie$a$es < ,articulari$a$es $el ,uerto $e in<ección%

Debe $e encontrarse cerca $e = JC ,or encima $el ,unto $e

ebullición $el analito.

Debe $e ser vers3til

r3,i$o < totalmente

cuantitativo.

Debe $e ,revenir la

$escom,osición $e lamuestra en su interior.



“Split” “Splitless”

Mo$o con $ivisión 5 ,ara analitos en concentraciones altas

Mo$o sin $ivisión 5 ,ara analitos en concentraciones traza

".".!.- Mo$os $e #n<ección :S,lit > S,litless;



• Se utiliza b3sicamente ,ara a9uellos solutos 9ue son termol3biles <

,ara los 9ue tienen altos ,untos $e ebullición.

• 8a in<ección se 'ace $irectamente en la columna mantenien$o la

tem,eratura in+erior al ,unto $e ebullición $el $isolvente.

• 8a zona $e in<ección se re+ri*era con aire.

• Aumento brusco $e tem,eratura $es,us $e la in<ección

#n<ección

?n Column

:(n la columna;

".".2.- #n<ección ?n ColumnH



• Se ,ue$e em,lear en mo$o s,litH o s,litlessH. /iene la ventaa $e

9ue se ,ue$e trabaar $e +orma isob3rica e isotrmica o bien

em,lean$o ram,as $e ,resión < tem,eratura.

• Se ,ue$e enri9uecer la muestra $entro $el in<ector intro$ucien$o

*ran$es volmenes $e muestra.

".".".- Va,orización $e /em,eratura Pro*rama$a :P/V;



".1.- ?tras tcnicas $e intro$ucción $e muestras

• (stas tcnicas se utilizan cuan$o la matriz ,resenta características

com,leas < la se,aración analítica no es buena.

• 8a tcnica se utiliza ,ara analizar com,uestos Volatiles <

Semivolatiles en $i+erentes ti,os $e com,uestos :Sóli$os 8í9ui$os

< Gases;

• 8as tcnicas m3s ,o,ulares son%

Nea$s,ace

Pur*e > /ra,

8a ,o,ulari$a$ $e estas tcnicas se $ebe a

9ue ,ermite el r3,i$o < +3cil an3lisis $e

com,uestos or*3nicos volatiles :eem,lo%Alco'ol en San*re ?r*3nicos Eesi$uales en

materia Prima ,ara la in$ustria +armacutica

Aromas en #n$ustrias $e Alimentos etc;.



".1.!.- ?tras tcnicas $e intro$ucción $e muestras - Nea$sa,ce

• 8a muestra se coloca en un vial$ean$o un es,acio consi$erable $e

vacio. Se coloca un se,tum < se

sella 'ermticamente.

• 8a muestra se calienta < se a*ita

,ara ,o$er se,arar los com,uestos

or*3nicos en +ase va,or en el

es,acio libre $el vial.

• na vez a*ota$a la eFtracción

:cuan$o se establece el e9uilibrio

8í9ui$o-Gas se intro$uce la erin*a

en el es,acio vació $el vial toman$ola +ase *aseosa $el sistema.

• 8a muestra en +ase *aseosa $e esta +orma toma$a se in<ecta en el

Cromató*ra+o $e Gases.



".1.2.- ?tras tcnicas $e intro$ucción $e muestras 5 Pur*e > /ra,

• (n la tcnica $el Pur*e > /ra, la muestra se coloca en un vial < sobre

ella se burbuea un *as inerte :,or lo *eneral Nelio;. (n al*unas

ocasiones tambien se a,lica tem,eratura a +in $e a<u$ar a $esli*ar el

analito $e la matriz.

• 8os analitos $e inters son

arrastra$os ,or el *as $e

trans,orte < son ca,ta$os ,orun elemento absorbente el cual

retiene el analito.

• na vez a*ota$o el analito $e la

matriz el elemento a$sorbente

es calenta$o ,ara $esorber alos analitos < $iri*irlos 'acia la

columna $el in<ector < ser

cuanti+ica$o.



• (s la ,arte $el sistema cromato*r3+ico en la cual ocurre la se,aración.

4recuentemente es llama$a el “corazón” $el sistema.• 8a columna cromato*r3+ica tiene en su interior la +ase estacionaria

:lí9ui$o o sóli$o;.

• 8a resolución $e una columna $e,en$e $e $i+erentes +actores :lon*itu$

$e la columna +ase estacionaria +luo $e *as ,orta$or tem,eratura $e

trabao etc;

• Dos ti,os $e columnas% (m,aca$as < Ca,ilares

".=.- Columnas



".=.!.- Columnas (m,aca$as



8as $imensiones $e una columna em,aca$a oscilan entre%

Diametro #nterno :D#;% 2 < 1.O mm < $e !L@ a !L1 $e ,ul*a$a $e $i3metro

eFterno :D?;. 8on*itu$ entre O < " ,ies ,ara las m3s comunes.

So,orte sóli$o :$iatomita; $e ,artículas ,orosas < uni+ormes :!mm;

libre $e óFi$os catalíticos :causan $escom,osición ,arcial $e la muestra;.

4ase estable trmica < 9uímicamente. Su,er+icie es,ecí+ica *ran$e :! a 2 m2 L*; un eem,lo $e stas son la serie

C'romosorb :tierra $e $iatomeas; :G P < ;.

Columnas (m,aca$as

Columnas ca,ilares $e sílice +un$i$a recubiertas con ,oli-imi$a.

(l em,a9ue ,ue$e ser un sóli$o un lí9ui$o o un sóli$o recubierto

,or un lí9ui$o.



:Porous la<er ?,en /ubular;

".=.2.- Columnas Ca,ilares

Columnas ca,ilares $e sílice +un$i$a

recubiertas con ,oli-imi$a. (l em,a9ue

,ue$e ser un sóli$o un lí9ui$o o un

sóli$o recubierto ,or un lí9ui$o.

W.C.O.T.

(Wall Coated Open Tuular!



8on*itu$ $e la Columna

Columnas% 4actores 9ue a+ectan la e+iciencia $e la columna

Columna Empacada Columna Capilar

Di3metro $e la Columna :!L1R !L@R !L!OR $e $i3metro eFterno;

/amaBo $e las ,artículas $el em,a9ue

7aturaleza $e las +ases

Grosor $e +ase estacionaria /em,eratura $e la columna

Veloci$a$ $el *as ,orta$or

Canti$a$ $e muestra in<ecta$a



Columnas% 4actores 9ue a+ectan la e+iciencia $e la columna



Columnas% (m,aca$as vs. Ca,ilares



Columnas% (m,aca$as vs. Ca,ilares

• &aa Eesolución

• Pocos Picos :!O;

• Pocos ,latos /eóricos

• Pe9ueBa canti$a$ $e muestra

• Meor resolución• M3s ,icos

• An3lisis m3s r3,i$os



Poli$imetilsiloFano

Polietilen*licol

Columnas% 4ases (stacionarias



Columnas% 4ases (stacionarias



".O.- Norno $e Columna

• (s la ,arte $el sistema cromato*r3+ico 9ue

,ro,orciona la tem,eratura a$ecua$a ,arallevar a cabo la se,aración $e los analitos.

• 8a tem,eratura $el 'orno $e columna $ebe $e

tener una ,recisión $e .! JC

• 8a tem,eratura $el 'orno $e,en$e $el ti,o $e

analito < $e la columna 9ue se esta usan$o.

• (l 'orno $e la columna $ebe $e tener la

ca,aci$a$ $e trabaar en +orma isotrmica < en

ram,a $e tem,eraturas :i$eal 9ue ,resente

'asta O ram,as $e tem,eratura;

• (l 'orno $e la columna $ebe $e tener la ca,aci$a$ $e ser ,ro*rama$o ,ara

subir < baar $e tem,eratura en +orma r3,i$a

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:GC_Oven_inside.jpg



Norno $e Columna 5 (+ecto $e la /em,eratura en el /iem,o $e retención



"..- Detector

• n $etector cromato*r3+ico es el $is,ositivo 9ue localiza en es,acio < tiem,o la

,osición $e un com,onente $e la mezcla 9ue 'a si$o sueto al ,rocesocromato*r3+ico. (l $etector es el $is,ositivo 9ue nos ,ermite ,ercibir < a,reciar

la naturaleza $e la se,aración.

• 8a res,uesta $e un $etector ,ue$e ser ,ro,orcional $i+erencial o #nte*ral

Ees,uesta ,ro,orcional% Concentración

$irectamente relaciona$a a la concentración

$el analito. (sto si*ni+ica 9ue los $etectores

nos $an una res,uesta casi lineal como sea

,osible.

Casi to$os los $etectores no $an res,uesta

,ro,orcional. 8a res,uesta $e estos

$etectores se someten a conversioneslo*arítmicas o eF,onenciales a +in $e $ar

una res,uesta lineal +rente a la

concentración $el analito.



Consiste $e una 4lama $e

Ni$ró*enoLAire < una ,lacacolectora. (l e+luente $e lacolumna ,asa a travs $e la llama9ue ioniza las molculasor*3nicas. 8os iones se reco*enen un electro$o $e ,olarización

ne*ativa < ,ro$ucen una seBalelctrica.

(l 4#D es eFtrema$amente sensible< es el $etector m3s am,liamenteutiliza$o su $esventaa es 9ue$estru<e la muestra.

Empleado para hidrocarburos, pocosensible a compuestos muy

oxidados

"..!.- Detector $e #onización $e 4lama :4#D;



"..2.- Detector $e #onización $e 4lama :4#D; - A,licaciones



tiliza$o ,articularmente con columnas em,aca$as $etecta N2? C? C?2 e N2

Mi$e la con$uctivi$a$ trmica $e un analito en un *as ,orta$or.

8a veloci$a$ $e ,r$i$a $e calor $e un cuer,o caliente 'acia un cuer,o

m3s +río es ,ro,orcional a la con$uctivi$a$ trmica $el *as 9ue se,ara

estos cuer,os.

"..".- Detector $e Con$uctivi$a$ /rmica :/CD;



"..1.- Detector $e Con$uctivi$a$ /rmica :/CD; - A,licaciones



Utiliza un emisor beta radioactivoUtiliza un emisor beta radioactivo

(electrones) para ionizar parte del gas(electrones) para ionizar parte del gas

portador y para producir una corrienteportador y para producir una corriente

entre un par de electrodos. Cuando lasentre un par de electrodos. Cuando las

moléculas orgánicas que contienenmoléculas orgánicas que contienengrupos funcionales electronegativos,grupos funcionales electronegativos,

tales como al!genos, f!sforo y grupostales como al!genos, f!sforo y grupos

nitro, pasan por el detector, capturannitro, pasan por el detector, capturan

algunos de los electrones y reducen laalgunos de los electrones y reducen la

corriente medida entre los electrodos.corriente medida entre los electrodos.

Empleado frecuentemente paracompuestos halogenados

"..=.- Detector $e Ca,tura $e (lectrones :(CD;

http://elchem.kaist.ac.kr/vt/chem-ed/sep/gc/detector/graphics/ecd.gif



"..O.- Detector $e Ca,tura $e (lectrones :(CD; - A,licaciones

" α−ΒΗΧ # γ−ΒΗΧ (Λινδανε) $ β−ΒΗΧ % &eptaclor

' δ−ΒΗΧ ldrin * &eptaclor +po. - +ndosulpan

p,p/011+ "2 1ieldrin "" +ndrin "# p,p/0111

"$ +ndosulpan "" "% p,p/011t "' +ndrin ldeyde " +ndosulpan #



Detector 8ímite $e$etección * Ean*o lineal Comentarios /ratamientosoluto

/CD !-=-!-O !"-!1 Detectoruniversal

7o $estructivo

4#D !-!2 !O-! Detector

universal

Destructivo

(CD !-!1 !2-!" Detectorselectivo

7o $estructivo

4PD !-!" !2 DetectorSelectivo SP

Destructivo

7PD !-@-!-!1 !=-! DetectorSelectivo 7P

Destructivo

MSD !-!2 Se*n ti,o$etector

Detectoruniversal

Destructivo



"[email protected] Sistema inte*ra$or $e Datos < Peri+ericos

• +l sistema cromatográfico no estará completo si es que la

informaci!n obtenida de la separaci!n no es procesada, registrada ypresentada en la forma conveniente.

• 3a estaci!n integradora de datos es una 4C (5or6station o 3aptop),

con la suficiente capacidad de memoria y velocidad, de tal forma que

los datos digitales enviados por el 7C sean captados y procesados

de acuerdo a los comandos de integraci!n especificados por el

usuario.

• 3as principales y más importantes caracter8sticas de una estaci!n de

traba9o son:

;elocidad en procesamiento de 1atos

Capacidad gráfica

Compatibilidad con el soft<are de traba9o



1. Cui$a$os < ,recauciones ,ara usar un GC %

Instalación de columnas: medidas de los extremos decolumna



Cui$a$os < ,recauciones ,ara usar un GC

Instalación de columnas: corte de los extremos



#n<ector% cambio $el #nserto o liners

! 2 "



#n<ector% cambio $el #nserto o liners

1 = O



Eutina $e mantenimiento

Puerto $e in<ección

•(%) =epta

• ( ) 3iners o inserto

•( * ) >0rings and seals

• ?errules

•@antener un apropiado inventario de

erremientas y consumibles

•1esarrollar un orario de rutina de

mantenimiento•;erificar la performance del

instrumento despues del

mantenimiento





Partes $el in<ector



Eesolución $e ,roblemas

&ases ,ara resolver un ,roblema

•1efine te problem

•Asolate potential causes

•Cec6 te obvious

•Use logical sequence of

troublesooting steps

•1ocument everyting

•Beproducibility

•oise D Easeline 1rift

•7ost 4ea6s

•Failing 4ea6s

•?ronting 4ea6s

Problemas comunes

7C Frace

@inutes

2.2 #.' '.2 *.' "2.2 "#.' "'.2 "*.' #2.2 ##.' #'.2 #*.' $2.2 $#.' $'.2 $*.' %2.2 %#.' %'.2

4 i c o a m p s

2

'

"2

"'

#2

#'

$2

$'

%2

%'

/EAC( GC-4#D

T/# "m U2

T/#V"[email protected]/

Contamination

=eptum Eleed



,roblemas

/ailin* Peaks•3ea6 in system

• ctivity D dsorption

•Amproper installation

4rontin* Peaks• Column overload

• 4ase incompatibility

7C Frace

@inutes

".% ". ".- "*.2 "*.# "*.% "*. "*.- "-.2 "-.# "-.% "-. "-.- ".2

4 i c o a m p s

2

#

%

-

"2

"#

"%

"

"-

#2

/EAC( GC-4#DT/# "m

T/#"[email protected]/

7C Frace

@inutes

'.$ '.% '.' '. '.* '.- '. .2 ." .# .$ .% .' . .* .- . *.2

4 i c o a m p s

2

#

%

-

"2

"#

"%

"

"-

/EAC( GC-4#DT/# "m

T/#"[email protected]/



,roblemas

&aseline Dri+t

0Carrier 7as lea6s

0Femp differences bet<een oven and

detector

0Contamination

0Column bleed

G'ost Peaks• =yringe carryover

• Contamination



Eesolución $e Problemas

Poor ,recision re,ro$ucibilit< or 9uantitation o+ ,eaks

Cec6 or replace syringe Cec6 or replace inlet liner

@ay be due to poor solvent focusing

>ptimize in9ection parameters

Cec6 vial caps

Cange septum

&ack*roun$ noise• Amproper conditioning• Contamination

G >n0column G Carrier 7as

• >idation• 1etection system



¡muchas gracias!

[email protected]

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