Fonaments de la Cromatografia: Fase Mòbil, Estacionària i Polaritat

Mètodes físics d'anàlisi

Els mètodes físics d'anàlisi

Són diversos els mètodes físics d'anàlisi, entre els quals destaquen:

• Cromatografia: separa les molècules d'una mostra en funció de la relació càrrega/massa? (vegeu l'apartat d'espectrometria de masses).
• Espectrometria de masses: separa les molècules d'una mostra en funció de la relació càrrega/massa.
• Mètode de raigs X: s'agrupen tres propietats físiques de les reaccions: la quantitat d'absorció dels mateixos per a la matèria, l'emissió de radiació, la fluorescència i la difracció.

Per a la microscòpia, l'aplicació del microscopi a la resolució de problemes analítics.

Per a l'espectroscòpia, cal considerar les interaccions de la radiació amb la matèria.

Fase mòbil i estacionària

En un assaig cromatogràfic hi ha un material de suport, que és la fase estacionària, i un dissolvent o eluent que la travessa, que és la fase mòbil. Sovint s'usen indistintament els termes dissolvent i eluent.

Un dissolvent es tria quan el compost és capaç de dissoldre la mostra; l'eluent és el que arrossega els components de la mescla al paper de filtre, permetent-ne la separació.

Polaritat molecular

La polaritat indica la separació de càrregues elèctriques dins de la molècula o el caràcter iònic d'aquesta.

• Compost iònic o molècula polar
• Compost covalent iònic-covalent polar
• Compost covalent no polar
• Compost coordinat polar

Les molècules poden tenir polaritat si hi ha una distribució desigual d'electrons, i no tenen polaritat si presenten simetria.

Hi ha dues accepcions distintes:

• Pel que fa a la substància a cromatografiar: un compost polar es reté a la fase estacionària i el no polar es mou amb la fase mòbil.
• Pel que fa a l'eluent usat: un compost polar es mou molt amb l'eluent, mentre que el no polar es mou molt poc.

Constant cromatogràfica

El moviment relatiu d'una substància respecte al dissolvent (Rf) en un sistema cromatogràfic donat és constant i característic de la substància:

Rf = distància recorreguda per la substància / distància recorreguda per l'eluent

Cromatografia d'adsorció

La cromatografia d'adsorció té lloc mitjançant un procés d'adsorció, fenomen que es produeix a la superfície de la fase sòlida i que origina la separació dels components d'una mescla, ja que unes substàncies són més intensament absorbides que altres en una substància adsorbent.

En la fase estacionària, l'adsorbent és sòlid; en la fase mòbil, l'eluent és gas o líquid.

• Adsorbents habituals: alúmina, gel de sílice, magnèsia, carbonat de calci, potàssic, sòdic, talc, inulina, sucre i midó.

Adsorbents, dissolvents i eluents més utilitzats

Els adsorbents més comuns són el gel de sílice, l'òxid d'alumini, la pols cel·lulòsica i el kieselguhr.

Dissolvents: s'escullen per la seva solubilitat, de manera que la substància a cromatografiar es dissolgui al màxim possible.

Eluents: s'usen per moure i separar els components de cada taca en la placa. Depenen de la naturalesa del compost i de les substàncies usades per a la separació.

• Separació de substàncies solubles en aigua: s'adsorbeixen amb gel de sílice i pols cel·lulòsica; els eluents són idèntics als de la cromatografia en paper.
• Substàncies polars: s'adsorbeixen amb òxid d'alumini o gel de sílice; l'eluent ha de ser no aquós.

Aplicació de les mostres

Les mostres a analitzar es dissolen en un dissolvent orgànic de baix punt d'ebullició, per facilitar una ràpida evaporació, i en una concentració d'aproximadament un 1%. S'apliquen a la línia de base amb una micropipeta i es deixa evaporar el dissolvent.

Desenvolupament de les plaques

El desenvolupament es duu a terme col·locant una o més plaques en una cubeta de vidre amb tapa i el fons cobert amb eluent. A la paret interior de la cubeta es col·loca un paper de filtre humitejat amb eluent.

Revelat de plaques

Si les substàncies separades no són colorejades o visibles amb llum UV, s'utilitzen els següents mètodes de revelat:

• Revelat amb vapors de iode
• Rociat amb àcids energètics
• Amb clorur d'antimoni en tetraclorur de carboni

Cromatoplaques i cromatofolis

Les cromatoplaques són plaques prefabricades amb capes uniformes i homogènies de gel de sílice o cel·lulosa. Són ràpides d'usar; el problema és que són cares.

Els cromatofolis són plaques de poliéster cobertes amb una capa de material adsorbent aglomerat amb alcohol polivinílic.