Analisis Quimicos - Técnicas Instrumentales

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CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS HPLC PRINCIPIOS DE LA TÉCNICA En la cromatografía líquida, la fase móvil es un líquido que fluye a través de una columna que contiene a la fase fija. La separación cromatográfica en HPLC es el resultado de las interacciones específicas entre las moléculas de la muestra en ambas fases, móvil y estacionaria A diferencia de la cromatografía de gases, la cromatografía de líquidos de alto rendimiento (HPLC, de high-performance liquid chromatography) no está limitada por la volatilidad o la estabilidad térmica de la muestra. La HPLC es capaz de separar macromoléculas y especies iónicas, productos naturales lábiles, materiales poliméricos y una gran variedad de otros grupos polifuncionales de alto peso molecular. Con una fase móvil líquida interactiva, otro parámetro se encuentra disponible para la selectividad, en adición a una fase estacionaria activa. La HPLC ofrece una mayor variedad de fases estacionarias, lo que permite una mayor gama de estas interacciones selectivas y más posibilidades para la separación. HPLC PREPARATIVA Es la técnica escogida para aislamiento y purificación de productos de valor en las industrias químicas y farmacéuticas así como en la biotecnología y la bioquímica. La cromatografía preparativa comprende un amplio rango de aplicaciones, desde el aislamiento de 1µg de muestra para identificación espectroscópica hasta el aislamiento de un compuesto puro de una mezcla de 100 g. Aplicaciones CAMPOS DE APLICACIÓN DE HPLC Fármacos: Antibióticos, sedantes esteroides, analgésicos Bioquímica: Aminoácidos, proteínas, carbohidratos, lípidos Productos de alimentación: Edulcorantes artificiales, antioxidantes, aflatoxinas, aditivos Productos de la industria química: Aromáticos condensados, tensoactivos, propulsores, colorantes

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  • 1. CROMATOGRAFA DE LQUIDOS HPLC PRINCIPIOS DE LA TCNICA En la cromatografa lquida, la fase mvil es un lquido que fluye a travs de una columna que contiene a la fase fija. La separacin cromatogrfica en HPLC es el resultado de las interacciones especficas entre las molculas de la muestra en ambas fases, mvil y estacionaria A diferencia de la cromatografa de gases, la cromatografa de lquidos de alto rendimiento (HPLC, de high-performance liquid chromatography) no est limitada por la volatilidad o la estabilidad trmica de la muestra. La HPLC es capaz de separar macromolculas y especies inicas, productos naturales lbiles, materiales polimricos y una gran variedad de otros grupos polifuncionales de alto peso molecular. Con una fase mvil lquida interactiva, otro parmetro se encuentra disponible para la selectividad, en adicin a una fase estacionaria activa. La HPLC ofrece una mayor variedad de fases estacionarias, lo que permite una mayor gama de estas interacciones selectivas y ms posibilidades para la separacin. HPLC PREPARATIVA Es la tcnica escogida para aislamiento y purificacin de productos de valor en las industrias qumicas y farmacuticas as como en la biotecnologa y la bioqumica. La cromatografa preparativa comprende un amplio rango de aplicaciones, desde el aislamiento de 1g de muestra para identificacin espectroscpica hasta el aislamiento de un compuesto puro de una mezcla de 100 g. Aplicaciones CAMPOS DE APLICACIN DE HPLC Frmacos: Antibiticos, sedantes esteroides, analgsicos Bioqumica: Aminocidos, protenas, carbohidratos, lpidos Productos de alimentacin: Edulcorantes artificiales, antioxidantes, aflatoxinas, aditivos Productos de la industria qumica: Aromticos condensados, tensoactivos, propulsores, colorantes Contaminantes: fenoles, Pesticidas, herbicidas, PCB Qumica forense: Drogas, venenos, alcohol en sangre, narcticos Medicina clnica: cidos biliares, metabolitos de drogas, extractos de orina, estrgenos. Algunas aplicaciones importantes de la HPLC preparativa Separacin y purificacin de metabolitos Separacin y purificacin de los metabolitos de las drogas procedentes de muestras de orina Purificacin y separacin de enantimeros Purificacin de compuestos naturales Purificacin y caracterizacin de enzimas y protenas FUENTE: http://laboratoriotecnicasinstrumentales.es

2. CROMATOGRAFA DE GASES PRINCIPIOS DE LA TCNICA En cromatografa de gases la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatogrfica. La elucin se produce por el flujo de una fase mvil que es un gas inerte, y a diferencia de la mayora de los tipos de cromatografa, la fase mvil no interacciona con las molculas del analito; su nica funcin es la de transportar el analito a travs de la columna. Respecto a la cromatografa lquida, la cromatografa de gases tiene la ventaja de disponer de detectores mucho ms universales (por ejemplo, el de ionizacin de llama). Adems, para numerosas aplicaciones, los mtodos son ms simples, ms rpidos y ms sensibles que los correspondientes a la cromatografa lquida de alta resolucin. La instrumentacin requerida para cromatografa de gases tambin es mucho ms sencilla y econmica que la empleada en HPLC. Sin embargo, en cromatografa de gases, la influencia de la temperatura sobre la distribucin del equilibrio es considerable, a diferencia de la cromatografa lquida. Por ello, la cromatografa de gases presenta limitaciones en tres casos: Compuestos poco voltiles, generalmente los de peso molecular superior a 300 u.m.a. Compuestos sensibles a una elevacin de la temperatura incluso moderada (determinados compuestos de inters biolgico) Compuestos que se encuentran en forma inica (puesto que son e n general poco voltiles) Por esta razn, la cromatografa de gases se emplea cuando los componentes de la mezcla problema son voltiles o semivoltiles y trmicamente estables a temperaturas de hasta 350- 400C. En cambio, cuando los compuestos a analizar son poco voltiles y/o termolbiles, la tcnica separativa adecuada suele ser la cromatografa lquida de alta resolucin (HPLC). A menudo la cromatografa de gases se emplea para confirmar de la presencia o ausencia de un compuesto en una muestra determinada. APLICACIONES Medioambientales: Anlisis de pesticidas y herbicidas, anlisis de hidrocarburos, semivoltiles y voltiles, anlisis del aire... Alimentos y aromas: fragancias y aromas, aceites, bebidas, cidos orgnicos, azcares, FAMES, steres metlicos, triglicridos, alcoholes... Qumica Industrial: alcoholes, cidos orgnicos, aminas, aldehdos y cetonas, steres y glicoles, hidrocarburos, disolventes, anilinas, gases inorgnicos... Biociencia: drogas, frmacos, alcoholes y contaminantes en sangre, disolventes residuales... Derivadas del petrleo: gas natural, gases permanentes, gas de refinera, gasolinas, gasleos, parafinas... FUENTE: http://laboratoriotecnicasinstrumentales.es 3. CROMATOGRAFA INICA PRINCIPIOS DE LA TCNICA En las ltimas dcadas, la cromatografa inica se ha convertido en uno de los mtodos ms importantes para el anlisis de trazas de aniones y cationes. Tcnica absolutamente imprescindible en el anlisis de aguas y medio ambiente Se basa en el uso de resinas de intercambio inico. Cuando una muestra inica atraviesa estas columnas, los iones presentes se separan debido a las diferentes retenciones que sufren al interactuar con la fase fija de las columnas analticas. Una vez separada, la muestra pasa a travs de un detector (conductimtrico, amperomtrico, UV...) donde se registra la seal obtenida respecto al tiempo de retencin. El resultado son unos cromatogrmas donde la posicin de los mximos nos indica el in presente (carcter cualitativo) y su rea nos indica que cantidad existente de dicho in (carcter cuantitativo). POTENCIAL ANALTICO DE LA CROMATOGRAFA INICA Aniones inorgnicos y orgnicos: Fluoruros, cloruros, nitritos, bromuros, nitratos, fosfatos, sulfatos, bromatos, cloritos, cloratos, actico, ctrico, tartrico, lctico, srbico, benzoico Azcares y polialcoholes: Monosacridos, disacridos, oligosacridos, polisacridos. Cationes: Sodio, amonio, potasio, calcio, magnesio APLICACIONES Aguas de consumo Aguas minerales Bebidas Productos crnicos Productos vegetales Alimentacin infantil FUENTE: http://laboratoriotecnicasinstrumentales.es 4. ESPECTROMETRA DE MASAS PRINCIPIOS DE LA TCNICA La Espectrometra de masas es una tcnica analtica que permite estudiar compuestos de naturaleza diversa: orgnica, inorgnica o biolgica (incluyendo biopolmeros y macromolculas naturales o artificiales) y obtener informacin cualitativa o cuantitativa. Mediante el anlisis por Espectrometra de masas es posible obtener informacin de la masa molecular del compuesto analizado as como obtener informacin estructural del mismo, o simplemente detectar su presencia y/o cuantificar su concentracin. Para ello es necesario ionizar las molculas, utilizando si fuera preciso una separacin cromatogrfica (UPLC, GC) previa, y obtener los iones formados en fase gaseosa. Este proceso tiene lugar en la fuente de ionizacin. Los iones generados son acelerados hacia un analizador y separados en funcin de su relacin masa/carga (m/z) mediante la aplicacin de campos elctricos, magnticos simplemente determinando el tiempo de llegada a un detector. Los iones que llegan al detector producen una seal elctrica que es procesada, ampliada y enviada a un ordenador. El registro obtenido se denomina Espectro de masas y representa las abundancias inicas obtenidas en funcin de la relacin masa/carga de los iones detectados. APLICACIONES Elucidacin estructural y anlisis cuantitativo de compuestos orgnicos y organometlicos, biopolmeros y macromolculas orgnicas. Determinacin de masa exacta. FUENTE: http://laboratoriotecnicasinstrumentales.es 5. ESPECTROSCOPA DE RESONANCIA MAGNTICA NUCLEAR PRINCIPIOS DE LA TCNICA La espectroscopa de Resonancia Magntica Nuclear (RMN) estudia el comportamiento de ciertos ncleos atmicos (aquellos que poseen spin nuclear distinto de cero) en presencia de un campo magntico externo. El campo magntico aplicado produce un desdoblamiento de los niveles degenerados de energa del spin nuclear, de modo que pueden inducirse transiciones entre ellos como consecuencia de la absorcin de una radiacin electromagntica adecuada. La disposicin de los niveles de energa es una propiedad tanto de los ncleos de una molcula como de su entorno electrnico y de las interacciones entre ambos. As, la intensidad, forma y posicin de las seales en el espectro de un ncleo determinado estn ntimamente relacionadas con su estructura molecular, por lo que un anlisis detallado del espectro proporciona valiosa informacin acerca de la estructura del compuesto que lo origina. Por ello, esta tcnica resulta ser de las ms eficientes y tiles para el estudio de la estructura y dinmica de molculas en disolucin. APLICACIONES Estudio de la estructura y dinmica de compuestos orgnicos, organometlicos y biomolculas en disolucin y en estado slido. FUENTE: http://laboratoriotecnicasinstrumentales.es 6. ESPECTROMETRA DE FLUORESCENCIA DE RAYOS X PRINCIPIOS DE LA TCNICA La tcnica de Fluorescencia de Rayos X se basa en el estudio de las emisiones de fluorescencia generadas despus de la excitacin de una muestra mediante una fuente de rayos X. La radiacin incide sobre la muestra excitando los tomos presentes en la misma, que emiten a su vez radiacin caracterstica denominada fluorescencia de rayos X. Esta radiacin, convenientemente colimada, incide sobre un cristal analizador (con espaciado interatmico d) que la difracta en un ngulo () dependiente de su longitud de onda () por la ley de Bragg (sen =n/2d). Un detector que puede moverse sobre un determinado rango de dicho ngulo mide el valor de la intensidad de radiacin en un ngulo determinado y por tanto para una longitud de onda especifica, que es funcin lineal de la concentracin del elemento en la muestra que produce tal radiacin de fluorescencia. APLICACIONES Anlisis cuantitativo de: Mayoritarios por perla de arenas, aluminosilicatos, cales y calizas (UNE 80-211-94) (0.6 g de muestra minimo). Aceros de baja y media. Aceros inoxidables. Algunas aleaciones de plomo. Determinacion de trazas por pastilla en muestras geologicas con Geoquant de Bruker (9 g de muestra). Semicuantitativo del Fluor al Uranio (con Quant Express de Bruker) para aleaciones y muestras de tipo variado (3 g). FUENTE: http://laboratoriotecnicasinstrumentales.es 7. DIFRACTOMETRA DE RAYOS X (POLVO) PRINCIPIOS DE LA TCNICA La radiacin procedente del un tubo de rayos X de longitud de onda incide sobre la muestra con un espaciado interplanar, si tiene estructura cristalina. Este haz sale reflejado con un ngulo de acuerdo con la ley de Bragg (sen =n/2d). Un detector se mueve, variando el ngulo que forma con la muestra y va registrando dicho haz reflejado. El resultado de intensidad en funcin del ngulo proporciona informacin sobre la estructura cristalina de la muestra. APLICACIONES Anlisis de fases cristalinas de muestras: Polvo, materiales varios Metlicas de forma plana Polmeros de forma plana Cermicas de forma plana Micromuestra T baja hasta -180 C T alta hasta 1200 C FUENTE: http://laboratoriotecnicasinstrumentales.es 8. DIFRACTOMETRA DE RAYOS X (MONOCRISTAL) Esta tcnica se basa en hacer incidir un haz de rayos-x sobre un monocristal de algn compuesto qumico. En un monocristal los tomos estn dispuestos de forma peridica en las tres dimensiones del espacio y, cuando un haz de rayos-X incide sobre ellos, actan como fuentes secundarias y re-emiten los rayos-x en todas direcciones. La diferencia de caminos pticos recorridos por los rayos-X da lugar a fenmenos de interferencia y el resultado final es que el rayo incidente se separa en rayos difractados. Con un detector de rayos-X se mide la direccin en la que han salido los rayos difractados y su intensidad, pero se pierde la informacin sobre su fase. Un tratamiento matemtico complejo de los datos medidos, realizado con ordenador, permite reconstruir la imagen del monocristal. APLICACIONES Y FUNCIONAMIENTO La reconstruccin de la imagen del monocristal proporciona las coordenadas de todos los tomos que constituyen la celdilla unidad, con lo que se obtiene informacin sobre distancias y ngulos de enlace, y sobre la forma y la simetra con la que se empaquetan para formar el cristal. El requerimiento fundamental para la utilizacin de esta tcnica es la obtencin de un monocristal del compuesto a estudiar con unas dimensiones lo suficientemente grandes como para que la difraccin sea medible. En principio un monocristal de 0,02 mm en cada direccin tiene las dimensiones ideales, pero el difractmetro dispone de microfuentes de rayos-X de gran potencia que permite la medida de la difraccin de cristales ms pequeos. Es conveniente recordar que la calidad de los monocristales es muy variable. Normalmente los monocristales estn compuestos por diferentes dominios, ms o menos grandes, en los que la orientacin cambia un poco. Si los dominios son grandes, poco numerosos y la orientacin no cambia mucho entre ellos, la calidad del monocristal ser buena y la difraccin ser apreciable. Conforme nos vayamos alejando de esa situacin (mayor nmero de dominios ms pequeos y mayor cambio de la orientacin entre ellos) la calidad ir disminuyendo y puede darse el caso de que algn monocristal que por inspeccin visual externa parece de buena calidad, tenga un poder de difraccin bastante pobre. FUENTE: http://laboratoriotecnicasinstrumentales.es 9. ESPECTROSCOPA DE ABSORCIN ATMICA PRINCIPIOS DE LA TCNICA Es un mtodo instrumental que est basado en la atomizacin del analito en matriz lquida y que utiliza comnmente un nebulizador pre-quemador (o cmara de nebulizacin) para crear una niebla de la muestra y un quemador con forma de ranura que da una llama con una longitud de trayecto ms larga, en caso de que la transmisin de energa inicial al analito sea por el mtodo "de llama". La niebla atmica es desolvatada y expuesta a una energa a una determinada longitud de onda emitida ya sea por la dicha llama, una Lmpara de Ctodo hueco construida con el mismo analito a determinar o una Lmpara de Descarga de Electrones (EDL). La temperatura de la llama es lo bastante baja para que la llama de por s no excite los tomos de la muestra de su estado fundamental. El nebulizador y la llama se usan para desolvatar y atomizar la muestra, pero la excitacin de los tomos del analito se hace por el uso de lmparas que brillan a travs de la llama a diversas longitudes de onda para cada tipo de analito. En AA la cantidad de luz absorbida despus de pasar a travs de la llama determina la cantidad de analito existente en la muestra. Hoy da se utiliza frecuentemente horno de grafito para calentar la muestra a fin de desolvatarla y atomizarla, aumentando la sensibilidad. El mtodo del horno de grafito puede tambin analizar algunas muestras slidas o semislidas. Debido a su buena sensibilidad y selectividad, sigue siendo un mtodo de anlisis comnmente usado para ciertos elementos traza en muestras acuosas. APLICACIONES Los anlisis que se ofrecen incluyen prcticamente todos los elementos de la tabla peridica en una amplia variedad de muestras lquidas y slidas. 10. ESPECTROSCOPA DE PLASMA ICP-OES PRINCIPIOS DE LA TCNICA El plasma de acoplamiento inductivo (ICP) es una fuente de ionizacin que junto a un espectrofotmetro de emisin ptico (OES) constituye el equipo de ICP-OES. En esta tcnica, la introduccin continua de la muestra lquida y un sistema de nebulizacin forma un aerosol que es transportado por el Argon a la antorcha del plasma, acoplado inductivamente por radio frecuencia. En el plasma, debido las altas temperaturas generadas, los analitos son atomizados e ionizados generndose los espectros de Emisin atmicos de lneas caractersticas. Los espectros son dispersados por la red de difraccin y el detector sensible a la luz se encarga de medir las intensidades de las lneas. La informacin es procesada por el sistema informtico. APLICACIONES Los anlisis que se ofrecen incluyen prcticamente todos los elementos de la tabla peridica en una amplia variedad de muestras lquidas y slidas. FUENTE: http://laboratoriotecnicasinstrumentales.es 11. ESPECTROSCOPA DE PLASMA ICP-MS PRINCIPIOS DE LA TCNICA El ICP-MS proporciona informacin multielemental en una gran variedad de muestras. El plasma de acoplamiento inductivo (ICP) es una fuente de ionizacin a presin atmosfrica que junto a un espectrmetro de masas (MS) a vaco, constituye el equipo de ICP-MS. La muestra lquida es vaporizada e ionizada gracias a un plasma de Ar. Los iones una vez formados pasan al espectrmetro de masas donde son separados mediante un analizador y detectados. APLICACIONES Los anlisis que se ofrecen incluyen prcticamente todos los elementos de la tabla peridica en una amplia variedad de muestras lquidas y slidas. FUENTE: http://laboratoriotecnicasinstrumentales.es