Métodos de sorción Flashcards
Menciona todos los métodos de sorción que hay
-Extracción en fase sólida (SPE)
-Microextracción en fase sólida (SPME)
_Extracción con barras de agitación magnética (SBSE)
-Extracción sólido-líquida dispersiva (DSLE)
-Intercambio iónico
Son los dos métods que cambian en la forma en que se ponen en contacto las fases
-Extracción en fase sólida y extracción sólido líquida dispersiva
Métodos que cambian por la forma en la que se encuentra el sólido
Microextracción en fase sólida y Extracción con barras de agitación magnética
Absorción
El analito penetra en la red tridimensional de la fase de extracción donde es retenido (partición)
Adsorción
Es la interacción de un analito con la superficie de un sólido lo que resultad en la acumulación de este en la superficie del sólido (no entra de forma tridimensional)
¿A qué se refiere la sorción?
La sorción se puede referir a ambos fenómenos (absorción y adsorción) o a uno de ellos por separado
Un ejemplo de este fenómeno es una servilleta que se remoja en agua
Absorción
¿Para qué se utiliza la extracción en fase sólida?
-Enriquecimiento de trazas (Preconcentración o concentración)
-Limpieza de muestras (quitar impurezas)
-Fraccionamiento de muestras
-Almacenamiento de analitos en la fase líquida
-Reacciones de derivatización
¿Cuando se suelen hacer los almacenamientos de analitos en fase líquida?
Cuando el analito es inestable
¿Qué es la derivatización?
El analito reacciona con otra para formar un derivado de analito y en estte pordemos entonces hacer analisis.
¿Cual es una ventaja muy buena del método de sorción?
Que se puede acoplar a otra técnica de analisis
Menciona lás etapas del método de extracción con fase sólida
-Acondicionamiento
-Retención
-Lavado
-Elución
Acondicionamiento
Es la preparación de la fase sólida para estar en contacto con la fase líquida, normalmente con un líquido de polaridad medio donde el analito puede interaccionar
Retención
El líquido pasa por el sólido, el analito y parte de las impurezas quedan en el sólido y el líquido con impurezas sale.
Lavado
Es un proceso donde se agrega alguna solución para eliminar la mayor cantidad de impurezas en el sólido
¿Qué tipo de soluciones se usan en el lavado?
Puede ser la misma solución de la muestra
Elución
Se agrega otro tipo de líquido que permita extraer el analito de la fase sólida
¿Qué tipo de soluciones se usan en la elución?
Se usan soluciones distintas a las que se encuentra el analito, en general se elige de acuerdo a la técnica que se utilizará después
¿Que variante existe en los métodos de extracción por fase sólida?
Hay una técnica en donde no se hace una solución, las impurezas quedan pegadas al sólido, y solo queda en la solución el analito
¿Cuando se utiliza la ténica donde el analito queda en la solución?
Cuando la cantidad de analito es grande, es más favorable porque se omite un paso
¿Qué tecnica es mejor utilizar cuando lo que se quiere es preconcentrar?
La técnica normal, porque esta normalmente el voluemn de la muestra es más grande que la del eloato, lo que permite que la concentración aumente, en la otra, normalmente el volumen del eloato debe ser igual al de la muestra
¿Para qué se hace la fase de acondicionamiento?
Para que los sitios áctivos esten disponibles para el analito
Clasificación de acuerdo a la polaridad del método de extracción en fase sólida
-Fase normal
-Fase reversa
Fase normal
Fase líquida:No polar
Fase sólida: Polar
¿Cuando se usa la fase normal?
Para solventes orgánicos con componentes polares
Fase reversa
-Fase líquida: Polar
-Fase sólida: No polar
¿Cuando se usa la fase reversa?
Se aplica para muestra acuosas (el líquido suele ser polar)
Cromatografía más común
¿Cuando se usa la fase reversa?
Se aplica para muestra acuosas (el líquido suele ser polar)
Cromatografía más común
¿Cual de las dos técnicas clasificadas por su polaridad suele ser la más común?
-Fase reversa
Se llama así, porque la primera que se estudió fue la fase normal
Absorbentes usados en SPE fase normal
Sílica
Alumina
Fluorísil
Sílica enlazada a grupos funcionales orgánicos altamente polares
Resínas poliméricas
Sílica enlazada a grupos funcionales orgánicos altamente polares en fase normal
Aminopropil, cianopropil o diol
¿Cómo son las resinas poliméricas en fase normal?
Con grupos orgánicos muy polares
Absorbentes usados en SPE fase reversa
Silica enlazada a grupos funcionales no polares
Resinas poliméricas
Silica enlazada a grupos funcionales no polares en fase reversa
alquil
¿Cómo deben ser las resinas poliméricas para fase reversa??
Con grupos orgánicos no polares
¿Cuales son los absorbentes más comunes utilizados en SPE?
Silica enlazada a grupos funcionales polares (fase normal) o no polares (fase reversa)
¿Cómo se prepara la sílica?
El tetraetoxisilano sumerge en agua, y el etil del etanol se libera, permitiendo que los oxígenos se unan a otros átomos de silicio utilizando una solución de urea/formaldehido, una vez hecho esto se quema con O2, lo que permite eliminar la urea y obtener una esfera que tiene pequeñas esferas se silica, su superficie se le puede agregar diferentes grupos dependiendo de la polaridad del analito
¿Cuánto mide una bolita de silica?
3-6 micrometros
Cadenas más comunes que se pegan a la silica
Son de 8 carbonos o 18 carbonos
¿Qué pasa con la fase sólida conforme es más larga la cadena a la que se le une?
La fase sólida se vuelve menos polar
Diferencia entre una cadena monomérica y polimérica
En la polimérica las cadenas interaccionan entre sí
Interacciones adsorbente-analito en fase normal
(Interacciones polares)
1) Puentes de hidrógeno
2) Interacciones dipolo-dipolo
3) Interacciones dipolo-dipolo inducido
4) Interacciones π-π
Interacciones adsorbentes-analito en fase reversa
Interacciones no polares
-Fuerzas de Van der Waals
-Fuerzas de dispersión de london
Condiciones que favorecen la retención elución de analitos en fase reversa
-La retención de analito en fase sólida se favoece por con disolvente polares
La elución de analitos de adsorbentes no polares se favorecen con disolventes o mezclas de disolventes con suficiente caracter no polar como para romper las interacciones entre el analito y el adsorbente
¿Cuando se puede escoger el solvente en el que estará el analito en fase reversa?
Cuando el analito esta en un sólido, de otra manera estará en una fase acuosa y por tanto el solvente ya se escogió
Condiciones que favorecen la retención elución de analitos en fase normal
La retención de analitos por interacciones polares se favorecen con disolventes no polares
La elución de analitos de absorbentes polares se favorecen con disolventes o mezclas de disolventes polares y fuerza iónica elevada
Condiciones que favorecen la retención elución de analitos en fase reversa
La retención de analitos por interacciones no polares se favorecen con disolventes polares
La elución de analitos de adsorbentes no palores, se favorece con disolventes o mezclas de disolventes con suficiente caracter no polar ccomo para romper las interacciones entre el analito y el adsorbente
¿Por qué no siempre se puede favorecen la retención en fase reversa?
Porque a veces el analito ya se encuentra en su fase acuosa y por tanto ya no se puede escoger un disolvente específico, solo cuando se encuentra en estado sólido es posible
El mejor solvente (por su polaridad) para fase reversa
Hexano, ya que es el menos polar de todos
El mejor solvente (por su polaridad) en fase normal
Agua, ya que es el más polar de todos
¿De qué depende el cartucho de sólido para una extracción en fase sólida?
Cantidad de analito y volumen de la muestra
¿Qué es importante en las jeringas utilizadas para la extracción en fase sólida? ¿Por que?
El diametro de la jeringa ya que determina el tiempo de contacto de las fases
Parametros para la extracción en fase solida
Masa de adsorbente (tipo de cartucho)
Volumen de muestra
Volumen de elución
Flujo de la muestra
Tamaño de la partícula
Capacidad de adsorbente
Estabilidad química del adsorbente
¿Cuál es la preferencia al escoger el tipo de cartucho en la extracción en gase sólida?
Tener la menor cantidad posible
¿A que se refiere como flujo de la muestra y por qué es important en los parametros de extracción en fase sólida?
Es el tiempo que carte en pasar por la columna (Tiempo de contacto)
¿Cómo se controla el tiempo de contacto en la extracción en fase sólida?
Con un embolo, vacío o una llave con un dosificador
Tipos de microextracción
Fibra
Por un tubo
Partículas suspendidas
Paredes de un vaso
Disco de membrana
Con mezclador
¿Cuál es el tipo de microextracción más usada?
De fibra, es la única que se vende y es la más práctica
¿Cómo funciona la microextracción?
Es una aguja recubierta por fuera del sólido, este se remoja y deja que este absorba todas las partículas del analito, por ser una microextracción, no suele utilizar lavados.
¿Cuales son los dos tipos de instrumentos más usados para la microextracción?
El de muestra estática y el de flujo de muestra
¿Cuál es el instrumento más común para microextracción?
El de muestra estática, se saca el palo y se mete a la muestra
¿Para que se suele usar el instrumento de flujo de muestra en microextracción?
Se usa para compuestos muy volatiles, ya que evita la contaminación por compuestos no volatiles
¿Cuales son los dos tipos de formas en las que se hace una microextracción? ¿Para qué se usa cada uno?
Cuando la jeringa se sumerge, la cual es utilizada en analito disuelto
Cuando la jeringa se deja en la superficie, la cual es utilizada en analito volatilizado
¿Para qué se suele usar una membrana protectora en la microextracción?
Para evitar que ciertos compuestos que no son el analito pasen a la jeringa
¿Cuales son las dos cosas que se pueden hacer una vez que se retira la jeringa de la solución y ya contiene el analito?
Pasar al cromatograma (el ideal)
Sumergir en una solución para luego pasar al cromatograma, no es recomendable porque luego el calentamiento quita el analito
¿Qué tipo de fibra se usa en la microextracción?
PDMS, va cambiando el tamaño de la silicano lo que está alrededor de ella le da la polaridad, el PDMS no suele ser polar, por lo que se utilzan ciertos compuestos dependiendo de la polaridad del analito
Las fibras son reutilizables ¿V o F?
Verdadero, ya que la cantidad de analito que tiene es poca
Absorbente más común para fase normal y para fase reversa
Fase normal-Silica
Fase reversa-Octadeal y octyl
Intercambio iónico
Un intercambiador iónico es una sustancia (sólida o líquida) insoluble en agua que posee iones intercambiables con otros de la misma carga
Tipos de intercambio iónico
-Catiónica
-Aniónica
RSO3H ¿Tipo de intercambiador?
Catiónico
xRN(CH3)3+OH- ¿Tipo de intercambiador?
Aniónica
xRN(CH3)3+OH- ¿Tipo de intercambiador?
Aniónico
¿Cómo esta unido el intercambiador?
Por uniones electrostáticas
Partes de un intercambiador
El esqueleto y el grupo de cambio iónico
Nombre del grupo de cambio iónico
Grupo ióngenico, inógeno o grupo funcional
¿Qué es importante considerar del esqueleto o matriz?
-Soporta al grupo ionogénico
-Su naturaleza puede afectar a la velocidad de reacción
Partes en las que se divide el grupo ionogenico
-ión fijo
-ión móvil
Caracteristicas del ión fijo
-Unido a la matriz por enlaces covalentes
-Es aquel que no se debe separar
Características del ión móvil
-Posee carga opuesta al ión fijo
-Se une a este por atracción electrostática
Tipos de intercambiadores iónico en función de la naturaleza del ionógeno
-Catiónicos
-Aniónicos
-Anfóteros
-Redox
-Quelatantes
Intercambiador iónico catiónico tipos
Intercambiadores catiónicos de ácido fuerte (SCX)
se encuentran ionizados en un amplio intervalo de pH
Intercambiadores aniónicos de ácido debil (WCX) se encuentran ionizados a pH alcalino
Si -SO3H se encontrara en pH bajo ¿Que pasaría?
Se mantendría protonado, el proceso de intercambio no ocurriría
¿Que pasa con un grupo de ácido carboxílico en pH alcalino? ¿y en pH ácido?
En pH alcalino se desprotona y otro ión puede atacarlo, en pH ácido no se desprotona y por tanto, otro ión no podría atacarlo
Intercambiador aniónico tipos
-Intercambiadores aniónicos de base fuerte (SAX) Estan ionizados a un intervalo de pH amplio
-Intercambiadores aniónicos de base débil (WAX) se encuentran protonador en pH ácidos
Intercambiador aniónicos de base fuerte
Grupo amonio cuaternario -CH2NR3+OH-
Intercambiador aniónico de base débil
Amina primaria, secundaria o ternarias -CH2NH3+OH-
Anfóteros
Intercambiadores bifuncionales: poseen un grupo ácido y un grupo básico
Quelatantes o selectivos
Forman enlaces tipo quelatos con los metales en solución
REDOX
Son resinas de intercambio clásicas donde se ha incorporado pares redox reversibles
¿Cómo funcionan los intercambiadores REDOX?
El intercambiador realiza la reducción u oxidación y puede pegarse al intercambiador o salir de este ya oxidado o reducido
¿Cual es una característica que casi todos los intercambiadores aniónicos tienen en común?
Todos tienen la función amina pegada al ión
Tipos de intercambiadores iónicos según su constitución química
inorgánicos y orgánicos
Intercambiadores iónicos inorgánicos
Basicamente se trata de todos los silicatos
-Silicas funcionalizadas
-Zeolitas
-Permutitas
-Oxidos hidratados de metales
-Sales ácidas de metales polivalentes
-Sales de heteropoliácidos
-Oxidos o sales de hierro
¿Por que los intercambiadores inorgánicos tienen pocas aplicaciones analíticas o industriales?
Debido a su forma física en forma de polvos, que provoca que se forme mezclas con soluciones acuosas. La silica puede funcionar solo si esta es grande
Intercambiadores iónicos orgánicos
-Acido acrilico
-Resinas de poliestireno-divinilbenceno
-Matriz de polisacaridos (dextranos, agarosa y celulosa)
¿Cual es el intercambiador iónico más utilizado en la quimica analitica?
Matriz de polisacaridos, en la industria no se usan porque pueden ser descompuestos por microorganismos
¿Cual es el intercambiador iónico más utilizado en la industria?
Las resinas de poliestireno-divinilbenceno
¿Que pasa cuando la matriz o esqueleto tiende a ser grande?
Se vuelve más rigida y por tanto más frágil, por lo que entra menos agua y se hincha menos. Esto puede ser una ventaja al momento de trabajar en columnas
¿Qué pasa cuando la matriz o esqueleto es pequeña?
Se vuelve más flexible, pero entra más agua en ella, y puede hincharse, pudiendo incluso romper la columna
Menciona los pasos de la cinética de intercambio iónico
-Difusión del ion hasta la resina
-Difusión del ión através de la capa de Nerst
-Difusión del ión en el interior de la resina
-Reacción de intercambio
-Salida de contraión liberado
Son los tres pasos que ocurren en cualquier método de sorción
Difusión del ión hasta la resina
Difusión del ión a través de la capa de Nerst
Difusión del ión en el interior de la resina
Pasos que son especificos del intercambio iónico
Reacción de intercambio
Salida del contraión liberado
¿Que involucra la salida del contraión liberado?
Involucra llevar el camino inverso del ión que entró a la resina
¿Qué es la capa de Nerst?
Es una interfase que ocurre cuando hay 2 fases que no se combinan entre sí, ocurren también en la extracción líquido-líquido
Otro nombre para la capa de nerst
Capa difusa
Características de la capa de nerst
-El agua suele tener una densidad distinta
-Tiene características químicas distintas
-Tiene concentraciones diferentes
-Propiedades electricas diferentes
¿Cuales son las causas que pueden generar que la cinética de intercambio se retrase?
-Que no salga el contraión
-El ión no llegue rapido debido a que no pasa tan rápido a la resina o a la capa de nerst
Pasos del intercambio iónico a nivel industrial
-Inicio del ciclo
-Intercambio de iones
-Agotamiento de resinas
-Regeneración de la resinas
-Fin de la regeneración
¿Cuál es el punto de la regeneración de la resina?
Aunque parece ser que es como volver al inicio, en realidad, lo que sucede es que los iones que atrapó la resina, se pueden recuperar con un menor volumen que el que se obtuvo con el intercambio de iones, lo que permite realizar una reconcentración.
