Técnicas de extracción y detección en química analítica: resumen de apuntes

Limitaciones de Técnicas Electroforéticas

Las técnicas electroforéticas presentan limitaciones como el manejo de nanovolúmenes, baja sensibilidad y la influencia relevante de la matriz de muestra.

Extracción Líquido-Líquido

Características Analíticas

La extracción líquido-líquido se caracteriza por su elevada selectividad y un alto coeficiente de distribución, además de la capacidad de solubilizar una gran cantidad de analitos por unidad de volumen de disolvente.

Características Operacionales

Para una operación eficiente, se requiere baja solubilidad en agua, densidad adecuada, baja tendencia a formar emulsiones, punto de ebullición no muy bajo, viscosidad moderada, alta estabilidad química y no toxicidad.

Extracción Líquido-Líquido Manual vs. En Línea

Manual: Técnica tediosa, riesgo de contaminación en análisis de trazas, evaporación y toxicidad, detección y cuantificación en una etapa posterior.

En Línea: Uso de pequeños volúmenes, detección y cuantificación en línea, requiere equipos más complejos.

Ventajas de la Extracción Líquido-Líquido en Fase Sólida

Esta técnica ofrece reducción en la cantidad de disolvente, elevados factores de preconcentración y eficacia, capacidad para extraer compuestos polares, automatización y acoplamiento.

Etapas de la Extracción en Fase Sólida

1. Activación y acondicionamiento
2. Aplicación y retención
3. Eliminación de interferentes
4. Elución de los componentes

Microextracción en Fase Sólida

Aplicable a muestras gaseosas y líquidas. La desorción se realiza con temperatura en cromatografía de gases o con disolvente en cromatografía líquida.

Extracción Soxhlet

Ventajas

Muy eficaz, recuperaciones elevadas, eficacia independiente de la matriz, no requiere filtración, metodología simple y de bajo costo.

Desventajas

Tiempo elevado, alto volumen de disolvente, riesgo de vaporización, no apta para compuestos termolábiles, sin agitación y no aplicable a compuestos volátiles.

Extracción Acelerada con Disolventes

Ventajas

Técnica rápida, bajo consumo de disolvente, filtrado y limpieza automáticos, extracción automática secuencial, número reducido de parámetros a optimizar.

Inconvenientes

No apta para analitos termolábiles y costo elevado.

Extracción Asistida por Microondas

Ventajas

Rápida, bajo consumo de disolvente, control de parámetros de extracción, posibilidad de agitación, alta temperatura, capacidad para procesar hasta 12 muestras simultáneamente.

Selección de Fluidos Supercríticos

La selección del fluido supercrítico depende de la polaridad del analito a extraer, la reactividad de los solutos del fluido, la estabilidad térmica, el poder solubilizante y la selectividad requerida, las limitaciones instrumentales, y la toxicidad e inflamabilidad del fluido.

Propiedades Físico-Químicas

Cada compuesto tiene una solubilidad, capacidad de adsorción, temperatura de ebullición, tamaño de partícula, reactividad y carga distintos.

Fundamento de la Separación

La diferencia en las propiedades físico-químicas de dos sustancias es fundamental para su separación. Cuanto mayor sea la diferencia, mejor será la separación.

Diferencia entre Análisis Analítico y Preparativo

Analítico: Identificación y cuantificación de analitos.

Preparativo: Extracción y aislamiento con una finalidad no necesariamente analítica.

Ecuación de Van Deemter

La ecuación de Van Deemter describe la eficiencia de una columna cromatográfica: A (difusión por turbulencia), B (difusión longitudinal), C (resistencia de transferencia).

Limitaciones de la Cromatografía de Gases

Falta de linealidad, tiempo de retención elevado, pobre reproducibilidad y menor versatilidad.

Inyección con y sin División de Flujo

La sensibilidad depende del volumen real de muestra que llega a la columna. Los inyectores de temperatura programada (PTV) ofrecen mayor sensibilidad al permitir inyectar mayores volúmenes. Los inyectores sin división de flujo proporcionan mayor sensibilidad que los de división de flujo.

Requisitos de Detectores para Cromatografía de Gases

Señal estable y reproducible, independiente de parámetros instrumentales, bajo ruido de fondo, alta sensibilidad, amplio intervalo lineal, bajo límite de detección, tiempo de respuesta corto, resistencia mecánica y química, y sencillez de manejo y mantenimiento.

Sangrado de la Columna

La degradación térmica de la columna produce un aumento de la señal debido a la liberación de compuestos de la fase estacionaria.

Detectores para Cromatografía de Gases

Ionización de llama, nitrógeno y fósforo, captura de electrones, fotométrico al vacío.

Requisitos de Detectores para Cromatografía Líquida

Alta sensibilidad, selectividad pero aplicable a varios analitos, amplio intervalo de linealidad, volumen muerto pequeño, robustez y facilidad de manejo.

Detectores para Cromatografía Líquida

Fotométrico, diodos de fila (longitudes de onda), fluorimétrico, de dispersión de luz (para compuestos no volátiles), de conductividad y amperométrico.