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Química Analítica Avanzada Ejercicios separaciones cromatográficas 1. La fase móvil tarda 3,0 min en atravesar una columna, y un soluto tiene un tiempo de retención de 9,0 min. a) Calcular el factor de capacidad. b) ¿Qué fracción de tiempo pasa el soluto en la fase móvil dentro de la columna. c) Si el volumen de la fase estacionaria es un décimo del volumen de la fase móvil que hay en la columna (VS = 0,10 VM), calcular el coeficiente de reparto de este sistema. (a) 2; b) 0,33; c) 20) 2. Una columna capilar tiene 30 m de longitud y 0,530 mm de diámetro interior. La pared interior está recubierta con una capa de fase estacionaria de 3,1 µm de espesor. Un soluto no retenido tarda 2,16 min en atravesarla, mientras que un determinado soluto tiene un tiempo de retención de 17,32 min. a) Calcular la velocidad y el flujo de fase móvil. b) Calcular el factor de capacidad del soluto y la fracción de tiempo que pasa en la fase estacionaria. c) Calcular el coeficiente de reparto del soluto. (a) 13,9 m/min; 3 mL/min; b) 7; 0,875; c) 294-295) 3. En el método de normalización interna se realiza el cálculo de la composición de manera similar al del área por ciento, pero considerando los factores de respuesta. Se quiere determinar por el método de la normalización interna la composición másica de una muestra constituida por 4 ésteres del ácido butanoico. Una disolución de referencia de estos ésteres conduce a los siguientes valores de los factores de respuesta relativos de butanoato de metilo (BM), etilo (BE) y de propilo (BP) con respecto al butanoato de butilo (BB): FBB = 1; FBM = 0,919; FBE = 0,913; FBP = 1,06. Calcular la composición de la muestra a partir de los siguientes datos, que se han obtenido de un cromatograma registrado con las mismas condiciones cromatográficas el de la disolución de referencia. Nº pico tR Compuesto 1 2,54 BM 2 3,47 BE 3 5,57 BP 4 7,34 BB (16,61%; 16,63%; 33,38%; 33,37%)

Factor 0,919 0,913 1,06 1

Área (ua) 2340,1 2359,0 4077,3 4320,7

4. Para determinar el contenido de serotonina S (5-OH triptamina) en una muestra se realiza el correspondiente análisis de la siguiente manera: se toma 1 mL de la de la muestra y se le añade 1 mL de una disolución que contiene 30 ng de Nmetil serotonina. La disolución obtenida se trata para eliminar las interferencias, se extraen el analito y el patrón interno mediante extracción en fase sólida y se inyectan 20 µL en un cromatógrafo líquido. a) ¿Por qué se añade patrón interno en la etapa previa a la extracción? b) Sabiendo que al inyectar patrones puros (5 ng) de serotonina y N-metil serotonina se obtuvieron, respectivamente áreas de 30885982 y 30956727, ¿cuál será la concentración de serotonina en la muestra sabiendo que las áreas correspondientes a los picos de serotonina y N-metil serotonina en el cromatograma de la muestra fueron 2573832 y 1719818, respectivamente. (45 ng/mL)

5. Un soluto con un tiempo de retención de 407 s tiene una anchura en la base de 13 s para una columna de 12,2 m de longitud. Calcular la altura equivalente del plato teórico y el número de platos teóricos. (N=1,57·104, AEPT=0,78 mm) 6. Un pico con un tiempo de retención de 407 s tiene una anchura de base de 13 s, un pico próximo se eluye a 424 s con una anchura de base de 16 s. Calcular la resolución de los dos compuestos. (R=1,17) 7. Dos solutos tienen una retención relativa de 1,08 y factores de capacidad k’1=5 y k’2=5,4. El número de platos teóricos es prácticamente el mismo para ambos compuestos. ¿Cuántos platos se necesitarán para obtener una resolución de 1,5 y para una resolución de 3?. Si la altura de plato teórico es de 0,20 mm calcular la longitud de la columna para alcanzar una resolución de 1,5. Nota: para dos picos con el mismo número de platos teóricos la resolución puede expresarse como: N $ " #1'$ k 2* ' t# k# K k +k R= & )& ) , siendo k " = 1 2 y " = r 2 = 2 = 2 (Vease Sección t r1# k1# K1 4 % " (% 1+ k * ( 2 26D-2 en Principios de análisis instrumental, Skoog, Holler, Niemann, Ed. McGraw-Hill) (N(R=1,5)=8,6·103, N(R=3)=3,46·104, L=1,73 m)

!

! ! de áreas para la determinación de los 8. Se aplica el método de normalización alcoholes n-butílico (nB), iso-butílico (iB), sec-butílico (sB) y terc-butílico (tB). Los resultados para una muestra patrón fueron: Alcohol nB iB sB tB

Peso (g) 0,1731 0,1964 0,1514 0,1826

Área (cm2) 3,023 3,074 3,112 3,004

% alcohol en peso

% en peso/u.A.

Factor

Completar la tabla anterior. Para una muestra que contiene sólo los cuatro alcoholes se obtuvieron los siguientes datos: Alcohol nB iB sB tB

Área (cm2) 1,731 3,753 2,845 1,117

% alcohol en peso

Completar la tabla. (18,18; 43,99; 25,36; 12,46)