Introducción de la Muestra
Como la fase móvil es un gas, hay que vaporizar la muestra, es decir, pasar de líquido a gas. Esto se lleva a cabo trabajando a temperatura elevada, por consiguiente, los analitos deben ser volátiles y estables a dicha temperatura.
Elución de los Analitos
Es la parte más sencilla de la cromatografía de gases. Se caracteriza por tener dos requisitos fundamentales:
- La fase móvil es un gas inerte.
- La fase móvil no interacciona químicamente con la muestra.
Detección
La detección consiste en la visualización de los analitos. Para poder trabajar en cromatografía de gases, los analitos deben cumplir dos condiciones:
- Los analitos deben ser volátiles.
- Los analitos deben ser estables térmicamente, debido precisamente a esa condición de aumento de temperatura necesario para poder llevar a cabo la volatilización.
Ventajas
- Presencia de la fase móvil gaseosa, ya que no va a producir interacciones ni con los analitos ni con el detector.
- Transferencia muy eficiente de los analitos al detector.
Inconvenientes
- Limitación del número de analitos a los que se puede aplicar la cromatografía de gases. Aproximadamente sólo el 30, 40%.
INSTRUMENTACIÓN
1. SISTEMA DE GAS PORTADOR
Gas inerte que funciona de fase móvil. El sistema gas portador consiste en un tanque de gas presurizado (Helio, nitrógeno, hidrógeno,…). Su misión es arrastrar los analitos a la fase estacionaria sin interaccionar con ellos. Para conseguir un flujo constante, la presión de salida tiene que ser constante, y así, los tiempos de retención también lo serán. De entre los gases mencionados anteriormente, el helio es el más utilizado, porque permite trabajar con velocidades de flujo mayores.
2. SISTEMA DE INYECCIÓN DE MUESTRAS
El sistema de inyección de la muestra tiene dos partes diferenciadas: Una parte está a temperatura ambiente, y la otra parte se encuentra en el interior de un horno.
Con la parte externa se inyecta de la manera más rápida posible (Evitando el ensanchamiento de los picos) un volumen de la muestra líquida. En la parte interna se produce la volatilización de la muestra, que pasa de estado líquido a gaseoso debido a las altas temperaturas del horno.
COLUMNAS Y HORNOS. FASES ESTACIONARIAS
1. Columnas empaquetadas:
La cromatografía de gases se inicio con ellas. Son columnas más anchas y se encuentran en torno a los 50cm de longitud. En la actualidad, casi no se utilizan debido a la insostenibilidad de la anchura de los picos cromatográfico.
2. Columnas capilares o columnas tubulares abiertas:
Son las más utilizadas en la actualidad debido a la obtención de picos muy estrechos. Se caracterizan porque tienen una longitud muy larga y un diámetro muy estrecho. Operamos a distintas temperaturas, dependiendo de los analitos con los que trabajamos. Normalmente, la temperatura que se selecciona es un promedio de los puntos de ebullición de los analitos.
La fase estacionaria se introduce en el capilar de tres formas, lo cual da lugar a 3 tipos de columnas capilares:
A. Columna capilar de capa porosa:
Utilizan una fase estacionaria sólida. Para GSC, la fase estacionaria se sitúa dentro del capilar en forma de pequeñas partículas. Las muestras, o bien viajarán con el gas, o bien quedaran absorbidas por esas partículas solidas que constituyen la fase estacionaria.
B. Columna capilar de pared recubierta:
La fase estacionaria es una película líquida continua que se introduce en el capilar. La fase estacionaria reparte las moléculas de analito entre la fase estacionaria y la fase móvil.
C. Columna capilar de soporte recubierto:
También se utilizan en GLC. Tienen partículas sólidas inertes, las cuales se recubren de la fase estacionaria líquida. Lo que hacemos así es aumentar la superficie de la fase estacionaria.
EFECTO DE LA TEMPERATURA
Hay que seleccionar 2 temperaturas:
Temperatura del puerto de inyección: Normalmente, la temperatura óptima es una temperatura que sea 50ºC superior a la temperatura de ebullición del analito menos volátil, asegurando así que hemos volatilizado todos los analitos.
Temperatura de la columna: Se trabaja con la temperatura promedio de los puntos de ebullición de todos los analitos. Se puede trabajar de distintas formas:
- Temperatura constante: ELUCIÓN ISOCRATICA
- Temperatura programable: ELUCIÓN EN GRADIENTE. Se necesita una temperatura programada para diluir todos los analitos de la muestra, empezando con una temperatura inicial muy baja y acabar con una muy elevada. El trabajo en gradiente tiene un inconveniente, una vez que termina una separación a temperatura programable debemos abrir el horno, esperar a que la muestra se enfríe y volver a empezar con la temperatura inicial.