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  1. Química inorgánica  1.1. Química de coordinación  1.1.1. Teoría del campo de ligandos  1.1.2. Teoría del campo de cristales  1.1.3. Teoría del Orbital Molecular para Compuestos de Coordinación  1.1.4. Estabilidad de los compuestos de coordinación  1.1.5. Espectros electrónicos de compuestos de coordinación  1.1.6. Isomería en Compuestos de Coordinación  1.1.7. Cinética y mecanismo de reacciones de coordinación  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos Metálicos  1.2.2. Alquilo y arilo metálico  1.2.3. Carbenos de Fischer y Schrock  1.2.4. Añadido Oxidativo y Eliminación Reductiva  1.2.5. Hidruros Metálicos  1.2.6. Catalysis por compuestos organometálicos  1.2.7. Metalocénicos y Complejos Sandwich  1.2.8. CH activation  1.3. Química del estado sólido  1.3.1. Estructuras y redes cristalinas  1.3.2. Teoría de bandas y propiedades eléctricas  1.3.3. Defectos en el cristal  1.3.4. Síntesis de materiales en estado sólido  1.3.5. Propiedades magnéticas y ópticas de los sólidos  1.3.6. Superconductividad  1.3.7. Ionics de estado sólido  1.4. Química bio-inorgánica  1.4.1. Metaloproteínas y enzimas  1.4.2. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  1.4.3. El papel de los metales en la medicina  1.4.4. Catalización bioinspirada  1.4.5. Interacciones Metal-ADN  1.4.6. Complejos metálicos en la ciencia médica  1.5. Lantánidos y actínidos  1.5.1. Configuración electrónica y estados de oxidación en lantánidos y actínidos  1.5.2. Propiedades Espectrales y Magnéticas en Lantánidos y Actínidos  1.5.3. Separación y Extracción de Lantánidos y Actínidos  1.5.4. Química de coordinación de los elementos del bloque f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de los compuestos de boro  1.6.2. Química de los compuestos de silicio y germanio  1.6.3. Química de los Compuestos de Fósforo y Azufre  1.6.4. Química organosilícica  1.6.5. Química de Gases Nobles
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición y sustitución electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones Pericíclicas  2.1.7. Reacciones fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidad y actividad óptica  2.2.2. Análisis estructural  2.2.3. Efectos estereolectrónicos  2.2.4. Síntesis asimétrica  2.2.5. Estereoquímica dinámica  2.3. Química Organometálica en la Síntesis Orgánica  2.3.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.3.2. Reacciones de acoplamiento catalizadas por metales de transición  2.3.3. Reacciones catalizadas por paladio  2.3.4. Metátesis de olefinas  2.3.5. Catalización de oro y plata  2.4. Química de productos naturales  2.4.1. Alcaloides y terpenoides  2.4.2. Esteroides y Flavonoides  2.4.3. Síntesis total de productos naturales  2.4.4. Biosíntesis de productos naturales  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química huésped-invitado  2.5.2. Autoensamblaje y reconocimiento molecular  2.5.3. Catalisis Supramolecular  2.5.4. Máquinas moleculares
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Cromatografía


La cromatografía es una técnica analítica importante utilizada extensamente en química para separar, identificar y cuantificar componentes en una mezcla. El principio de la cromatografía se basa en la partición diferencial entre fases móviles y estacionarias. Este método separa componentes entre dos fases: una fase estacionaria que tiene una gran superficie y una fase móvil que se mueve a través o sobre la superficie de la fase estacionaria. Los componentes de una mezcla se distribuyen entre las fases estacionaria y móvil, lo que varía de un componente a otro.

Historia y desarrollo

La técnica de la cromatografía fue desarrollada por primera vez por el botánico ruso Mijaíl Tsvet a principios del siglo XX. Usó el método para separar pigmentos de plantas pasándolos a través de una columna llena de carbonato de calcio. Las bandas de colores distintas que aparecieron dieron lugar al término "cromatografía" (chroma = color, graphe = escritura). Desde entonces, la cromatografía ha evolucionado considerablemente y ahora incluye muchas técnicas, como cromatografía de gases (CG), cromatografía de líquidos (CL) y métodos más especializados como la cromatografía de fluidos supercríticos.

Fundamentos de la cromatografía

En esencia, la cromatografía involucra una fase estacionaria y una fase móvil. La fase estacionaria es un sólido o un líquido suspendido sobre un sólido, mientras que la fase móvil puede ser un líquido o un gas. Cuando una mezcla se introduce en el sistema de cromatografía, se distribuye entre las fases estacionaria y móvil. La separación ocurre como resultado de la diferente afinidad de los componentes hacia las dos fases.

La distribución de un componente entre fases a menudo se describe mediante un coeficiente de partición:

K = (Concentración en fase estacionaria) / (Concentración en fase móvil)

Si un componente tiene una alta afinidad (valor grande de K) hacia la fase estacionaria, se moverá lentamente. Por el contrario, los componentes con baja afinidad (valor pequeño de K) hacia la fase estacionaria se moverán más rápido a lo largo de la fase móvil. Esta diferencia de velocidad es lo que causa la separación.

Tipos de cromatografía

1. Cromatografía de gases (CG)

La cromatografía de gases se utiliza comúnmente para compuestos volátiles. En CG, la fase móvil es un gas inerte como helio o nitrógeno, mientras que la fase estacionaria es una base líquida o sólida dentro de la columna. Cuando se inyecta, los componentes de la muestra se vaporizan y son arrastrados a través de la columna por el gas. La separación ocurre por la interacción de cada componente con la fase estacionaria.

2. Cromatografía de líquidos (CL)

La cromatografía de líquidos se usa principalmente para compuestos no volátiles y térmicamente inestables. La fase móvil en CL es un líquido, y la fase estacionaria puede ser un líquido sobre un sólido o soporte inerte. La cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), un tipo de CL, utiliza alta presión para empujar el solvente a través de columnas empacadas, logrando una separación rápida y eficiente.

3. Cromatografía de capa fina (TLC)

La cromatografía de capa fina es un método simple y rápido para analizar mezclas. Se recubre una placa plana de vidrio, plástico o aluminio con una capa delgada de un material adsorbente, usualmente sílice o alúmina. Se coloca una gota de la muestra cerca de la parte inferior de la placa, y luego se coloca en un solvente. A medida que el solvente sube por acción capilar, transporta los componentes de la mezcla a diferentes velocidades debido a diferentes interacciones con la fase estacionaria, resultando en una separación.

Visualización de la cromatografía

Veamos varios aspectos de la cromatografía con ejemplos en gráficos vectoriales.

Columna

Esta figura muestra una ilustración esquemática de una separación cromatográfica, con tres diferentes componentes eluyendo en diferentes tiempos y distancias a lo largo de una columna, mostrados como círculos rojos, verdes y azules.

Aplicaciones de la cromatografía

La cromatografía es indispensable en una variedad de campos científicos:

  • Farmacéuticos: La cromatografía ayuda en pruebas de pureza, análisis de farmacocinética y control de calidad.
  • Ciencia ambiental: Detecta contaminantes como plaguicidas o PCBs en muestras de agua y suelo.
  • Diagnóstico clínico: Análisis de fluidos biológicos para marcadores diagnósticos o toxinas.
  • Alimentos y bebidas: Asegura la seguridad alimentaria y prueba contaminantes o aditivos.

Ejemplo de proceso de cromatografía

Considera un ejemplo de análisis de HPLC de cafeína en una muestra de bebida:

1. Preparación: Preparar la muestra filtrándola para eliminar materia particulada.
2. Calibración: Inyectar soluciones estándar de cafeína para calibrar el sistema HPLC.
3. Inyección: Introducir la muestra preparada en el instrumento HPLC.
4. Separación: La fase móvil, a menudo una mezcla de agua y acetonitrilo, separa la cafeína mientras pasa a través de la columna.
5. Detección: El detector, usualmente un detector UV, cuantifica la cantidad de cafeína midiendo la absorbancia a una longitud de onda específica.
6. Análisis: Comparar la señal de la muestra con la curva estándar para determinar la concentración de cafeína.

Factores que afectan la cromatografía

Varios factores pueden afectar la calidad y eficiencia de una separación cromatográfica:

  • Flujo de la fase móvil: Tasas de flujo más altas pueden disminuir el tiempo de retención pero pueden afectar la resolución.
  • Temperatura: En CG, la temperatura de la columna puede afectar significativamente la separación e influir en la volatilidad de los analitos.
  • Dimensiones de la columna: La longitud y el diámetro interno de la columna pueden afectar la eficiencia y el tiempo de separación.
  • Propiedades de la fase estacionaria: La elección de material en la fase estacionaria puede afectar la selectividad e interacción con los analitos.

Conclusión

La cromatografía es una técnica poderosa de separación en química analítica que proporciona información invaluable sobre la composición y calidad de varios materiales. Su versatilidad en una variedad de fases y métodos de detección la convierte en una herramienta importante para aplicaciones de investigación e industriales. A medida que los avances tecnológicos y científicos continúan, es probable que los métodos y aplicaciones de la cromatografía se expandan y se vuelvan aún más eficientes y precisos.


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