Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Cromatografía de Gases


La cromatografía de gases (GC) es una herramienta analítica valiosa ampliamente utilizada en química para separar y analizar compuestos que pueden vaporizarse sin descomposición. Esta técnica permite a los científicos identificar y cuantificar diversas sustancias dentro de una muestra de prueba. GC es particularmente importante en la química analítica por su precisión y adaptabilidad, lo que la hace aplicable en una variedad de campos como la ciencia forense, el análisis ambiental, la investigación médica y el control de calidad en la industria alimentaria y de bebidas.

Principio de la cromatografía de gases

La cromatografía de gases funciona sobre el principio de partición entre dos fases: una fase móvil y una fase estacionaria. La fase móvil es un gas inerte conocido como gas portador que transporta la muestra vaporizada a través de una columna que contiene la fase estacionaria. La fase estacionaria suele ser un líquido o polímero sobre un soporte sólido inerte dentro de la columna. A medida que los componentes de la muestra viajan a lo largo de la columna, interactúan con la fase estacionaria en diversos grados, lo que lleva a diferentes tiempos de retención y separaciones de estos componentes.

Fase móvil

La fase móvil en la cromatografía de gases es típicamente un gas portador. Los gases portadores comunes incluyen helio, nitrógeno e hidrógeno. La elección del gas portador afecta la resolución, velocidad y sensibilidad del proceso de cromatografía. A menudo se prefiere el helio debido a su inercia, aunque el nitrógeno y el hidrógeno también se usan comúnmente debido a su bajo costo.

Fase estacionaria

La fase estacionaria en una columna GC suele ser un líquido recubierto sobre un material de soporte sólido, o a veces un sólido en sí mismo. La composición de la fase estacionaria es importante porque afecta la solubilidad e interacción de varios analitos con la fase estacionaria. La interacción entre los analitos y la fase estacionaria determina la separación de los componentes.

Ejemplo de interacción: Analito + Fase Estacionaria <-> Complejo Analito-Fase Est.

Instrumentación de la cromatografía de gases

Un sistema típico de cromatografía de gases consta de varios componentes principales: el inyector, la columna, el horno, el detector y el sistema de datos o registrador.

  • Inyector: La muestra se introduce en el cromatógrafo de gases a través de un inyector. A menudo se vaporiza aquí (si no está ya en forma de gas) y se mezcla con un gas portador.
  • Columna: La columna, que contiene la fase estacionaria, es donde tiene lugar la separación de los componentes.
  • Horno: La columna se coloca en un horno, que mantiene la temperatura necesaria para una separación óptima. La temperatura puede programarse para cambiar durante la ejecución, lo que se llama programación de temperatura, lo que mejora la separación.
  • Detector: El detector identifica y cuantifica los componentes separados de la columna. Los detectores comunes incluyen detectores de ionización de llama (FID), detectores de conductividad térmica (TCD) y espectrómetros de masa.
  • Sistema de datos: La salida del detector se registra, usualmente produciendo un cromatograma, que muestra los picos correspondientes a los diferentes componentes de la mezcla.

Procedimiento operacional

El proceso de análisis por cromatografía de gases generalmente involucra varios pasos, que van desde la preparación de la muestra hasta la interpretación de los resultados.

  1. Preparación de la muestra: La muestra debe estar en una forma que pueda inyectarse en el cromatógrafo de gases, usualmente un líquido o gas.
  2. Inyección: La muestra se inyecta en el puerto del inyector, donde se vaporiza si es necesario. El gas portador luego transporta la muestra vaporizada a la columna.
  3. Separación: A medida que la muestra pasa a través de la columna, se separa en sus partes componentes en función de su interacción con la fase estacionaria.
  4. Detección: Los componentes separados van al detector, que proporciona una señal correspondiente a la cantidad del componente.
  5. Análisis de datos: Se produce un cromatograma al analizar la señal del detector. Los picos en el cromatograma corresponden a componentes individuales, que pueden identificarse y medirse.

Aplicaciones de la cromatografía de gases

La cromatografía de gases es esencial en muchas aplicaciones debido a su capacidad para separar y analizar mezclas complejas. Algunas áreas importantes incluyen:

Ciencia forense

En ciencia forense, GC se utiliza para analizar sustancias encontradas en escenas del crimen, como drogas, explosivos y otros compuestos volátiles. Por ejemplo, GC puede ayudar a determinar el nivel de alcohol en muestras de sangre u orina, lo cual es importante en la investigación de accidentes por conducir en estado de ebriedad.

Análisis ambiental

GC es importante para monitorear contaminantes como pesticidas, herbicidas y metales pesados en el ambiente. También se utiliza para analizar la calidad del aire y del agua, proporcionando información valiosa para la protección y la investigación ambiental.

Ejemplo de análisis de contaminantes: Muestra de aire -> Análisis por GC -> Identificación de COVs (Compuestos Orgánicos Volátiles)

Investigación médica

En el campo médico, la cromatografía de gases ayuda en el descubrimiento y desarrollo de medicamentos al analizar compuestos bioquímicos. Los investigadores usan GC para investigar rutas metabólicas e identificar biomarcadores de enfermedades.

Beneficios y limitaciones

Beneficio

  • Alta resolución: GC proporciona una separación de alta resolución de mezclas complejas.
  • Análisis cuantitativo: Permite un análisis cuantitativo preciso de los compuestos.
  • Sensibilidad: La cromatografía de gases es sensible y puede detectar trazas de analitos.
  • Versatilidad: GC es adaptable a una amplia gama de análisis en diferentes campos.

Limitaciones

  • Tipo de muestra: Solo se pueden analizar compuestos volátiles y térmicamente estables.
  • Complejidad: La interpretación de los resultados puede ser compleja y puede requerir software adicional o experiencia.
  • Costo del equipo: Establecer un sistema de cromatografía de gases puede ser costoso.

Conclusión

La cromatografía de gases es una técnica integral en la química analítica, con su capacidad para separar y analizar de manera eficiente compuestos volátiles y semivolátiles. Aunque tiene sus limitaciones, sus ventajas de alta resolución, sensibilidad y versatilidad la hacen indispensable en varios campos científicos e industriales. Con los avances continuos en tecnología y metodología, la cromatografía de gases está en constante evolución, ofreciendo capacidades y aplicaciones mejoradas.

entrada de gas portador Inyección de Muestra Columna Detectores

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