Pregrado
  1. Química general  1.1. Introducción a la Química  1.2. Estructura atómica  1.2.1. Partículas subatómicas  1.2.2. Modelo Atómico  1.2.3. Números cuánticos  1.2.4. Configuración Electrónica  1.2.5. Tendencias periódicas  1.2.6. Isotopes and their applications  1.3. Enlace químico  1.3.1. Enlace iónico  1.3.2. Enlaces covalentes  1.3.3. Enlace Metálico  1.3.4. Hibridación  1.3.5. Geometría molecular y teoría VSEPR  1.3.6. Polaridad del enlace y momento dipolar  1.4. Estequiometría  1.4.1. Concepto de mol  1.4.2. Fórmula empírica y molecular  1.4.3. Reactante limitante y reactante en exceso  1.4.4. Porcentaje de Rendimiento y Pureza  1.4.5. Cálculo de dilución  1.5. Estados de la materia  1.5.1. Leyes de los Gases  1.5.2. Materia y Fuerzas Intermoleculares  1.5.3. Estructuras Sólidas y Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma y fluido supercrítico  1.6. Reacciones químicas  1.6.1. Tipos de Reacciones Químicas  1.6.2. Balanceo de ecuaciones químicas  1.6.3. Reacciones termoquímicas  1.6.4. Perfiles de energía de reacción  1.7. Soluciones y mezclas  1.7.1. Unidades de concentración  1.7.2. Propiedades del síndrome  1.7.3. Solubilidad y Reglas de Solubilidad  1.7.4. La ley de Henry y la ley de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partición  1.8. Equilibrio químico  1.8.1. La ley de acción de masas  1.8.2. El principio de Le Chatelier  1.8.3. Cociente de reacción  1.8.4. Para usar esta calculadora en línea para la constante de equilibrio, ingrese la constante de equilibrio (Eq.) y presione el botón de calcular. Aquí es cómo se puede explicar el cálculo de la constante de equilibrio con los valores de entrada dados -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Equilibrio ácido-base  1.9. Ácidos y bases  1.9.1. Definiciones de Arrhenius, Brønsted–Lowry y Lewis  1.9.2. pH y pOH  1.9.3. Titulación ácido-base  1.9.4. Solución Buffer  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Polyprotic Acids and Bases  1.10. Electroquímica  1.10.1. reacciones redox  1.10.2. Celdas Galvánicas y Electrolíticas  1.10.3. Ecuación de Nernst  1.10.4. Electrólisis  1.10.5. Leyes de Faraday de la electrólisis  1.11. Termodinámica  1.11.1. Leyes de la Termodinámica  1.11.2. Entalpía, entropía y energía libre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidad de las reacciones  1.11.4. Ciclos termodinámicos (Ley de Hess, ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. La ley de velocidad y el orden de reacción  1.12.2. Energía de Activación y Catalizador  1.12.3. Teoría de colisiones  1.12.4. Mecanismo de reacción  1.12.5. Teoría del estado de transición
  2. Química orgánica  2.1. Estructura y relaciones  2.1.1. Hibridación en Compuestos de Carbono  2.1.2. Resonancia y aromatización  2.1.3. Orbitales moleculares  2.1.4. Efectos inductivo y mesomérico  2.2. Hidrocarburos  2.2.1. Hidrocarburos  2.2.2. Alqueno  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compuestos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos y Conformación  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Alcoholes y fenoles  2.3.2. Éteres y epóxidos  2.3.3. Aldehídos y cetonas  2.3.4. Ácidos carboxílicos y derivados  2.3.5. Aminas  2.3.6. Ésteres y amidas  2.3.7. Tioles y sulfuros  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomería en Estereoquímica  2.4.2. Quiralidad y actividad óptica  2.4.3. Análisis estructural  2.4.4. Diastereómeros y Enantiómeros  2.5.1. Reacciones de sustitución  2.5.2. Reacciones de eliminación  2.5.3. Reacciones de adición  2.5.4. Reacciones radicales  2.5.5. Reacciones de reordenamiento  2.5.6. Reacciones Pericíclicas  2.6. Espectroscopía y análisis estructural  2.6.1. Espectroscopía Infrarroja  2.6.2. Espectroscopía por resonancia magnética nuclear  2.6.3. Espectrometría de masas  2.6.4. Espectroscopia UV-visible  2.6.5. Cristalografía de rayos X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adición y Condensación  2.7.2. Mecanismo de polimerización  2.7.3. Polímero biodegradable  2.7.4. Polímeros conductores e inteligentes
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Ligandos y compuestos de coordinación  3.1.2. Teoría del campo cristalino  3.1.3. Teoría de Orbitales Moleculares en Compuestos de Coordinación  3.1.4. Distorsión de Jahn–Taylor  3.2. Química del grupo principal  3.2.1. Metales alcalinos y alcalinotérreos  3.2.2. Halógenos y Gases Nobles  3.2.3. Los metales de transición y sus complejos  3.2.4. Lantánidos y Actínidos  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Redes cristalinas y celdas unitarias  3.3.2. Defectos en sólidos  3.3.3. Propiedades eléctricas y magnéticas  3.3.4. Superconductividad  3.4. Química bioinorgánica  3.4.1. Iones metálicos en biología  3.4.2. Reacciones enzimáticas con metales  3.4.3. Intoxicación por metales y desintoxicación  3.4.4. Metaloproteínas y Metaloenzimas
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Cromatografía


La cromatografía es una técnica de laboratorio para separar mezclas en sus componentes individuales. Esta técnica es importante porque proporciona una forma de identificar y cuantificar cada componente dentro de una mezcla. La cromatografía se utiliza ampliamente en una variedad de campos, incluyendo la química, la biología e incluso en la industria alimentaria para probar la pureza y calidad.

Historia de la cromatografía

El concepto de cromatografía fue desarrollado por primera vez a principios del siglo XX por un botánico ruso llamado Mikhail Tsvet. Descubrió que cuando los pigmentos de plantas pasan a través de una columna llenada con carbonato de calcio, se separan en bandas de color. Esta observación sentó las bases para la ciencia cromatográfica, que ha evolucionado considerablemente desde entonces.

Principios de la cromatografía

En esencia, la cromatografía implica dos fases: la fase móvil y la fase estacionaria. La fase estacionaria es el material que permanece estacionario dentro de la columna o en una superficie plana, mientras que la fase móvil es un solvente o gas que mueve la mezcla a través de la fase estacionaria.

El principio básico es la partición diferencial entre estas dos fases. Los diferentes componentes de la mezcla interactuarán con estas fases de manera diferente, lo que lleva a su separación. Expliquemos estas dos fases principales con más detalle:

  1. Fase estacionaria: Puede ser un sólido o un líquido viscoso. Su función es adsorber temporalmente las moléculas de la mezcla de muestra. Esta interacción depende de las propiedades físico-químicas como la polaridad, afinidad por los enlaces de hidrógeno, fuerzas de van der Waals, etc.
  2. Fase móvil: Este es el sistema de solventes que se mueve a través de la fase estacionaria, llevando los componentes de la mezcla con él. Los componentes que interactúan débilmente con la fase estacionaria se moverán más rápido o más lejos que los componentes con interacciones más fuertes.

Tipos de cromatografía

Existen varios tipos de cromatografía, cada uno de los cuales utiliza diferentes principios y métodos para la separación. Aquí están algunos de los tipos más comunes:

1. Cromatografía en papel

La cromatografía en papel es una de las formas más simples de cromatografía. La fase estacionaria es una tira de papel, usualmente papel de filtro, y la fase móvil es un solvente que se mueve hacia arriba en el papel por acción capilar. Esta técnica se usa a menudo para separar pigmentos como tintas y componentes de plantas.

Cromatografía en papel

2. Cromatografía en capa fina (TLC)

La TLC es similar a la cromatografía en papel, pero usa una capa delgada de un adsorbente, como gel de sílice, recubierto en una lámina portadora inerte. La mezcla se deposita en un extremo y se utiliza un solvente como fase móvil. Este es un método rápido y fácil para analizar componentes.

Cromatografía en capa fina

3. Cromatografía de gases (GC)

En la cromatografía de gases, la fase móvil es un gas que transporta la mezcla vaporizada a través de una larga columna que contiene una fase estacionaria líquida o sólida. La GC es particularmente útil para separar y analizar compuestos que se pueden vaporizar. Se utiliza comúnmente en pruebas ambientales y forenses.

  - Fase móvil: gas portador (e.g., helio)
  - Fase estacionaria: una capa microscópica de líquido o polímero sobre un sólido inerte

4. Cromatografía líquida (LC)

La cromatografía líquida implica separar mezclas con una fase móvil líquida. Una de las técnicas más aplicadas dentro de LC es la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC).

  - Fase móvil: solvente líquido
  - Fase estacionaria: columna de sólido empacado

Cromatografía líquida de alta resolución (HPLC)

HPLC es una forma poderosa y ampliamente utilizada de cromatografía líquida que utiliza alta presión para empujar el solvente a través de la columna. Este proceso permite partículas muy finas y proporciona una separación de alta resolución de los componentes.

La eficacia del HPLC puede separar mezclas complejas en sus componentes, permitiendo el análisis y purificación de biomoléculas como proteínas y nucleótidos.

Entrada Salida Columna

Componentes y operación de los sistemas cromatográficos

Independientemente del tipo de cromatografía que se realice, una configuración cromatográfica típica incluye varios componentes clave:

  • Columna: El corazón de la operación cromatográfica, donde se realiza la separación. Para la cromatografía líquida y de gases, se utilizan diferentes materiales de empaque según el tipo de análisis.
  • Detector: Después de la separación, el detector identifica los componentes separados. Los tipos comunes incluyen detectores ultravioleta (UV) y espectrómetros de masa.
  • Inyector de muestras: Introduce la mezcla de muestras en la fase móvil sin ninguna perturbación.
  • Grabador: Proporciona un registro para ver la separación, a menudo produciendo un cromatograma.
                - Cromatograma: Un gráfico que muestra la respuesta del detector versus tiempo.

Interpretación de cromatogramas

El cromatograma es un resultado valioso donde los picos representan los diferentes componentes en la mezcla. Es necesario identificar y cuantificar estos picos:

  1. Tiempo de retención (t_R): Es el tiempo desde la inyección hasta el pico. Ayuda a identificar el componente basado en datos previos.
  2. Área del pico: El área bajo el pico es proporcional a la concentración del componente dentro de la mezcla. Esta propiedad se usa a menudo en el análisis cuantitativo.
  3. Altura del pico: Aunque no es tan precisa como el área del pico, aún proporciona una estimación rápida de la concentración.
t_R t_R

Aplicaciones de la cromatografía

Dada su precisión y efectividad, la cromatografía tiene aplicaciones en una amplia variedad de áreas:

  • Farmacéutica: Asegurar la pureza de productos farmacéuticos separando y cuantificando ingredientes activos.
  • Pruebas ambientales: Analizar contaminantes o químicos en el aire, agua o suelo.
  • Ciencia forense: Identificar sustancias en muestras biológicas para ayudar en investigaciones criminales.
  • Industria alimentaria: Probar productos alimenticios para adulteración, contaminantes y asegurar control de calidad.

Beneficios y limitaciones

Beneficios:

  • Alta sensibilidad y especificidad en la detección de componentes.
  • La capacidad de separar mezclas complejas.
  • Adaptabilidad a muchas aplicaciones analíticas.

Limitaciones:

  • Se requiere personal capacitado para la operación y análisis.
  • El equipo y la configuración pueden ser costosos.
  • Algunos métodos requieren preparación de muestras, lo que puede introducir errores.

Conclusión

La cromatografía representa una técnica fundamental en la química analítica, proporcionando una plataforma versátil para la separación, identificación y cuantificación. Aunque muchos tipos de cromatografía sirven para diferentes propósitos, todos se basan en los principios básicos de partición entre fases estacionaria y móvil. Entender la cromatografía ayuda a expandir tanto el conocimiento teórico como las habilidades prácticas necesarias para una variedad de análisis científicos.


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