Problemario_Cromatografia_2010A

2010 “A” PROBLEMARIO DE CROMATOGRAFÍA

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UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS

EXACTAS E INGENIERIAS DEPARTAMENTO DE QUIMICA

PROBLEMARIO DE CROMATOGRAFIA ELABORADO POR LOS PROFESORES: RAQUEL TREVIÑO ORTIZ. MARIA TERESA GARCIA MARTINEZ. BERNARDO GUDIÑO GUZMAN ELEAZAR DELGADO CHAVEZ ROSALIA PALACIOS JUAREZ.

FEBRERO 2010


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I.CROMATOGRAFÍA PLANAR Problema 1. Se coloca una mezcla de los compuestos 1 al 6 formando una mancha a 2.0 cm a la derecha y 2.0 cm por encima del borde inferior izquierdo de una placa para cromatografía de capa fina. Se permite que el Cromatograma se desarrolle en el disolvente A, hasta que el frente del disolvente llega a una distancia de 12.0 cm del borde inferior de la placa. Después de esta operación se observan 2 manchas, una a 4.5 y la otra a 10 cm del borde inferior de la placa. Tras dejar secar la placa se gira 90 ° en sentido contrario a las manecillas del reloj y se corre el Cromatograma en el disolvente B hasta que el frente del disolvente se encuentre a 12 cm del borde sumergido de la placa. La primer mancha de izquierda a derecha se separa en 4 manchas: a 2.7, 5.1, 6.5 y 9.9 cm del borde inferior; la segunda mancha se separo en dos, a los 4.7 y 10.6 cm del borde inferior. Dibuje la apariencia de la placa (a escala aproximada) después de la primera etapa y después de la segunda etapa de la separación, y calcule los valores de Rf de cada mancha en cada etapa.

Problema 2. Una mezcla de dos compuestos (A y B) migra desde el origen, generando dos manchas con las siguientes características (distancia de migración desde el origen x y diámetro de la mancha w). xA = 49 mm wA = 2.0 mm xB = 33 mm wB = 2.5 mm El frente de la fase móvil fue de 61 mm, desde el inicio. Cálcule los valores de Rf para los compuestos A y B. Problema 3. Una mezcla de dos compuestos (A y B) migra desde el origen, generando dos manchas con las siguientes características (distancia de migración x y diámetro de la mancha w).

xA = 27 mm wA = 2.0 mm

xB = 33 mm wB = 2.5 mm

90

Solvente A Solvente B


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El frente de la fase móvil fue de 60 mm, desde el inicio. a) Calcule el factor de retardo Rf, la eficiencia N, y la altura equivalente de un plato teórico HETP para cada compuesto. b) Calcule la resolución entre los compuestos A y B c) Establezca la relación entre el factor de selectividad y el Rf de los dos compuestos. Calcule su valor numérico. Problema 4. La siguiente figura representa los resultados de una placa de CCF en fase normal (fase móvil: hexano:acetona, 80:20). Los compuestos tienen las estructuras A, B, y C.

a.Indique en el registro, a cuales picos corresponden los compuestos A, B, y C. b.¿Cuál debería ser el orden de elución de estos compuestos si se examinaran por columna de HPLC utilizando los mismos tipos de fases móvil y estacionaria? c.¿Cuál debería ser el orden de elución de estos compuestos si se examinaran por columna de HPLC conteniendo una fase de tipo RP-18, con una mezcla binaria de acetonitrilo:metanol (80:20) como eluente? d.Calcule Rf y HETP para el compuesto que migra mas rápidamente sobre la placa


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II. EVALUACIÓN DE PARÁMETROS CROMATOGRÁFICOS. Problema 5. Para conocer la presencia de trimetoprima y sulfametoxazol en diferentes productos farmacéuticos se emplea la técnica de capa fina. Se utiliza una Cromatoplaca de sílica gel con indicador. Como fase móvil Mezcla de cloroformometanol- hidróxido de amonio. Después de realizar el tratamiento adecuado a las muestras y estándares e identificarlos como: Columna Solucion A Solucion B 1 2 3 4 Contenido STD

Trimetoprima STD Sulfametoxazol

Pfizer Collins PiSA Liferpal

se aplicó a la placa de gel de sílice cromatográfica, 10 µl de las soluciones A y B de la preparación de referencia y 10 µl de la preparación de la muestra. Se dejó correr la fase móvil hasta 12 cm arriba de la línea de aplicación. Al retirar la cromatoplaca de la cámara, se marcó el frente de la fase móvil, se secó con aire seco, localizando las bandas por observación bajo luz ultravioleta de onda corta, rociando con la solución reveladora y obtuvimos lo siguiente:

a) Determinar la identidad de trimetoprima y Sulfametozaxol en cada producto según su Rf. b) Identificar los compuestos relacionados de cada producto: NOTA: Cualquier mancha obtenida con la preparación de la muestra diferente de la mancha principal, con valores Rf de aproximadamente de 0.6 a 0.7, corresponderan a las impurezas de Sulfametoxazol. De 0.8 a 0.9 a las impurezas de trimetoprima y las que sean inferiores a 0.5 se consideran excipientes. c) De acuerdo a lo obtenido según criterios de a) y b), ¿cual sería el mejor producto(*)? (Collins) Problema 6. Con un CG y una columna de relleno de 40 cm se obtuvieron los siguientes datos:

Compuesto tR [min] W1/2 [min] Aire 1.9 - Metilciclohexano 10.0 0.76 Metilciclohexeno 10.9 0.82 Tolueno 13.4 1.06


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Cacular: a) el número de platos teóricos promedio b) La altura del plato promedio para la columna. Problema 7. En una columna de 122 cm de longitud y a una temperatura de 160ºC se obtuvieron los siguientes tiempos de retención en minutos: pico del aire 0.90, heptano 1.22 y octano 1.43. El ancho en la base de los picos fue de 0.14 min para el heptano y de 0.20 min para el octano. a) Calcular la retención relativa y la resolución para estos picos. b)¿Qué longitud debería tener la columna para obtener una resolución de 1.5? Problema 8. Considerando una columna con una altura de plato de 1.5 mm y con número de platos de 333, por la que fluye el gas portador a un caudal de 3 ml�min-1, y sabiendo que el volumen muerto es de 1.0 ml: a.- ¿Cuáles son el tiempo de retención y el volumen de retención cuando k es 1, 2 ,5 y 10? b.- ¿Cuál sería la anchura en la base de los picos a cada uno de los valores anteriores de k? Problema 9. Calcular a) el factor de capacidad o de retención k, y b) la resolución Rs, de los siguientes analitos en un sistema cromatográfico por HPLC, con los datos que figuran en la siguiente tabla:

Analito tr, min

w, s

propoxur 1.72 29 carbaryl 5.52 39 1-naftol 7.34 30 methiocarb 7.70 65

to= 1.12 min c) Indicar si los picos cromatográficos de los componentes de la muestra están bien resueltos; d) calcular el número de platos teóricos efectivos para el 1-naftol. Problema 10. En un cromatograma, los tiempos de retención de los picos A, B y C, donde A es una sustancia no retenida, son 0.84, 10.60 y 11.08 minutos, respectivamente. a) Calcular los tiempos de retención corregidos y los factores de capacidad para B y C. b) Sabiendo que los anchos de banda en la base para B y C son 1.21 y 2.10 segundos respectivamente, calcular la resolución entre estos dos picos. Problema 11. En una columna tubular abierta de paredes recubiertas de 15 m de longitud y 0.25 mm de diámetro interno, el gas portador circula a un caudal de 3 ml/min. Sabiendo que los tiempos de retención para el heptanoato de metilo y para el octanoato de metilo son de 60 y 89 s respectivamente, y que el número de platos teóricos de la columna es de 3000, calcular: a) El tiempo muerto (suponer despreciable el espesor de la fase estacionaria) b) El factor de capacidad o de retención c) La anchura en la base de cada compuesto d) La resolución entre picos e indicar si están resueltos hasta línea base


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a) El factor de retención para cada pico b) El factor de selectividad para los picos 3 y 4 c) El número de platos teóricos para el pico número 3 empleando el valor de W½ d) La resolución entre los picos 1 y 2.:

Problema 12. Los datos de la tabla se obtuvieron a partir de un cromatograma de una muestra con tres componentes:

tR, min

k N

A 2.8 13204 B 5.7 1.05 21897 C 6.7 1.41 30115

Con estos datos, sabiendo que el caudal de fase móvil fue de 1.0 ml/min y teniendo en cuenta que el cromatograma no es ideal, calcular: a) Volumen muerto de la columna y factor de retención de A. ¿Qué indica el resultado obtenido? b) Ancho en la base de los picos. c) Resolución entre los picos de Ay B y entre los picos de B y C. d) ¿Qué eficacia mínima se requiere para que un cuarto componente, D, con tiempo de retención de 4.5 min salga resuelto, al menos aceptablemente de B (Rs=1). Problema 13. Utilizando el Cromatograma calcule:


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Problema 14.

Usando el cromatograma, calcule el número de platos teóricos para el pico número 1 empleando el valor de W. Calcule también la resolución entre los picos 3 y 4.


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III. METODOS DE CUANTIFICACIÓN EMPLEADOS EN CROMATOGRAFÍA Problema 15. Se separó una mezcla con teofilína y materiales relacionados por HPLC empleando THF 1%, Acetonitrilo 20%, H3PO4 0.1 % y el resto agua. Se identificaron sus componentes mediante los tiempos de retención. Empleando las mismas condiciones de la separación, al inyectar una mezcla estándar y una muestra problema con teofilína, se presentaron los siguientes datos: Muestra estándar Muestra problema con teofilina

Pico Sustancia área Composición Sustancia Área 1 Teobromina 2487 10 µL/mL Teobromina 3578941 2 Teofilína 25645 20 µL/mL Teofilína 2113847 3 β-Hidroxilpropil

teofilína 1334 10 µL/mL β-Hidroxilpropil

teofilína 1654872

4 Cafeína 1459 20 µL/mL Cafeína 22456 Calcular el % de cada componente en la muestra Problema 16. Se desea conocer la composición porcentual de contaminantes presentes en el aire de una zona de la ciudad. Para ello, se muestrea adecuadamente el aire y somete a análisis cromatográfico; se obtiene lo siguiente:

tR(min) Compuesto UA 3.1 sulfuro de hidrogeno 39 540 3.9 Carbonil sulfuro 19 320 5.5 Metil mercaptano 62 220 6.8 Dimetil sulfuro 59 300 7.2 Disulfuro de carbono 722 770 8.7 Bromo cloro metano 392 730 11.6 1,4-difluorobenceno 18 200 18.3 Clorobenceno 17 050 22.3 4-bromofluorobenceno 19 030

Problema 17. La buprenorfina es un derivado de la tebaína que produce efectos típicos de agonistas opioides mu de larga duración y potentes efectos antagonistas. Una enfermera preparó 5 mL de solución de buprenorfina y procedió a administrar 3 mL a un paciente que pesa 81 kg. Los 2 mililitros restantes fueron guardados en refrigeración para utilizarlos al día siguiente. Sin embargo, el paciente murió a las pocas horas, y ahora la enfermera enfrenta cargos legales por negligencia médica. Para resolver este delicado asunto, se preparó un estándar pesando 11.8 mg de estándar de clorhidrato de buprenorfina puro, exactamente pesado y transferido a un matraz volumetrico de 25 mL, se añadieron 20 mL de fase móvil, se disolvió y se llevó a volumen con fase móvil. Luego se tomó 3.0 mL de esta solución y se llevó a 100 mL con fase móvil. Los 2 mL de la solución preparada por la enfermera se pasaron a un matraz volumetrico de 50 mL y se llevaron a volumen con fase móvil. Se inyectó por separado 20µL de la preparación del estándar y de la preparación de la muestra al cromatógrafo HPLC. Para la solución estándar se obtuvo un área de 60325 UA para el pico de buprenorfina.

Suponiendo que los compuestos de la tabla son los únicos contaminantes del aire de la muestra y además que el detector presenta igual sensibilidad para todos los componentes analizados, ¿Cuál es la composición porcentual de los contaminantes?


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Por otra parte, para la muestra preparada, el área del pico de buprenorfina fue de 54477 UA. a) ¿Cuál es la concentración (en mg de buprenorfina/mL) de la solución preparada por la enfermera? Los pesos moleculares son 467.65 y 504.11 para la buprenorfina y el clorhidrato de buprenorfina respectivamente. b) Si la dosis máxima permitida de este medicamento es de 10µg/kg de peso ¿Se excedió esta dosis? Problema 18. Para determinar la cantidad de cocaína presente en una “grapa” decomisada a un sujeto, se preparó primero un estándar pesando 0.050g de cocaína pura y diluyendo hasta 100 mL en un solvente apropiado (HCl diluido). Se tomaron 5 mL de esta solución, se diluyeron nuevamente hasta 50 mL y se inyectaron 20 µL de esta última dilución al cromatógrafo, obteniéndose un área de 9705 UA. Posteriormente se preparó la muestra pesando 605 mg de cocaína decomisada y diluyendo a 100 mL. Se tomaron 10 mL de esta solución y se llevaron a 100 mL, luego se tomaron 10 mL de esta solución y se llevaron nuevamente a 100 mL. Al inyectar 20 µL de la última dilución al cromatógrafo se obtuvo un área de 6130 UA para el pico de cocaína. ¿Cuál es el porcentaje de pureza en la “grapa” decomisada? Problema 19. Una muestra se analiza por cromatografía de líquidos con la finalidad de cuantificar los componentes que la forman. Después de inyectar una serie de estándares se encontraron los siguientes compuestos en la muestra:

Pico Número Compuesto Area 1 Ácido láctico 654 2 Ácido acético 533 3 Ácido cítrico 205 4 Ácido fumárico 268 5 Ácido succínico 918 6 Ácido fórmico 488

Problema 20. Para realizar un análisis de drogas, se parte de 3mL de orina, se somete a una extracción en fase sólida, se eluye con un disolvente orgánico, se lleva a sequedad y finalmente se redisuelve en 0.5 mL de metanol y se añade dionina hasta una concentración final de 10mg/L. Se inyecta 1µL de esta disolución en un cromatógrafo de gases con detector de nitrógeno-fósforo. Los datos obtenidos se encuentran en la tabla de muestras. Se hace un calibrado preparando una mezcla de estándares de cocaína, cafeína y su patrón interno dionína. Se inyecta 1µL en el cromatógrafo de gases y se obtienen los resultados que se muestran en la tabla de calibrado. Los promedios de las recuperaciones obtenidas son 82% para cafeína y 92% para cocaína. Calcular la concentración en mg/L y los mg por 100mL de estas drogas en la orina.

(muestras) Compuesto Área

Cafeína 1736698 Cocaína 435122 Dionina 1578336


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(calibrado) Compuesto Área Concentración . mg/L

Cafeína 2437783 5 Cocaína 845129 5 Dionina 1522794 10

Problema 21. Se obtuvieron los siguientes datos por cromatografía de gases con una columna cromatográfica de 1.25 m

tr, min w, min Concentración, mg/L Área Aire 0.395 isopropilamina 4.59 0.365 1.0 20240 n-propilamina 4.91 0.382 2.5 40530

Calcular: a) El factor de capacidad o retención para cada amina b) El factor de selectividad c) El número de platos y la altura de plato para la n-propilamina d) La resolución entre las dos aminas e) La longitud de la columna necesaria para conseguir una resolución de 1.5 y el tiempo necesario para que se eluya la n-propilamina suponiendo la misma velocidad lineal de flujo f) Si se utiliza isopropilamina como patrón interno en una concentración de 1 mg/L y en un cromatograma de una muestra se obtienen áreas de 23220 para la isopropilamina y de 35421 para la n-propilamina, ¿cuál será la concentración de n-propilamina en dicha muestra? Problema 22. El Xileno comercial es una mezcla de 3 isómeros y pueden separarse por medio de cromatografía de gases. Al estudiar una serie de estándares, los datos obtenidos fueron los siguientes:

Isómero Área/µL o-Xileno 2400 m-Xileno 2600 p-Xileno 2300

Al inyectar 0.5 µL de una muestra problema, se reportaron los siguientes resultados:

Isómero Concentración

(%) Área

o-Xileno 540 m-Xileno 450 p-Xileno 240

¿Cuál es el % en volumen respecto a cada isómero en la muestra problema de solvente? Problema 23. Se quiere comparar el contenido de licopeno en tomates frescos y en polvo de tomate. A un HPLC con detector uv/Vis, se inyectan 20 uL de un éstandar de 50 ug/mL, y se genera un pico correspondiente al licopeno de 7,587 UA. Por separado, se pesan 1.000 gr de cada muestra (de sólidos obtenidos del tomate fresco y de polvo de tomate), y cada una se transfiere a un tubo de


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ensayo; a cada tubo se agregan 10 mL de tetrahidrofurano:metanol (1:1), se filtran las soluciones y a cada una se adicionan 5 ml de éter de petróleo y NaCl al 10%; las fracciones etéreas se evaporan a sequedad, y cada una se reconstituye con 6 mL de hexano; se filtran y se inyectan 20 uL al HPLC, obteniéndose los siguientes resultados:

Muestra UA para el pico de licopeno

Tomate fresco 23,205

Polvo de tomate 14,163

Reporte el contenido de licopeno de cada muestra expresado como ug/g de muestra.

Problema 24. Para medir serotonina (5-hidroxitriptamina) por el método del patrón interno, a una alícuota de 1.0 mL de una disolución de concentración desconocida se le añade 1 mL de una disolución que contiene 30 ng de N-metil-serotonina (patrón interno). Esta mezcla se trata adecuadamente para eliminar interferencias y se inyectan 10 µL de la muestra, obteniéndose un área de 2573832 para la serotonina y de 171981 para la N-metilserotonina. Cuando se inyectó un volumen equivalente de una mezcla que contenía 5 ng de serotonina y 5 ng de N-metil-serotonina se obtuvieron áreas de 3088598 y 3095672 respectivamente. Calcular la cantidad de serotonina en ng en la muestra original. Problema 25. Una muestra de 350 g de concreto contaminado por un derrame de aceite de transformador de la Calzada Independencia se trae a Ciencias Químicas para analizar el contenido de Bifenilos Policlorados (BPC’S, ascareles) ya que son compuestos sumamente tóxicos y se desea saber el impacto ambiental. Al llegar al CUCEI, la muestra se tritura cuidadosamente y se somete a extracción con solventes adecuados. Al extracto se le agregan 6 µg de 1, 2-dicloropropano y se aforan a 100 mL. Después se toman 10 mL y se aforan a 100mL. Por último se toman 5 mL y se aforan a 250 mL. Se inyectan 20 µL al cromatógrafo y se obtienen los siguientes resultados:

Componente Concentración (µg/kg) Área BPC’s Desconocida 12157

1, 2-dicloropropano (ver adición) 86532 Por otro lado, se prepara una mezcla estándar y se inyectan 20mL al cromatógrafo, obteniéndose los siguientes resultados:

Componente Concentración (µg) Área BPC’s 48 365463

1, 2-dicloropropano 133 465461 Calcula la concentración de ascareles en µg/Kg. Concreto


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Problema 26. El disolvente orgánico (Thinner) empleado para diluir pinturas, resinas y pegamentos puede ser analizado por cromatografía de gases para determinar su composición porcentual. Para esto se inyecta primeramente 1 µL de una solución estándar de cada componente presente en la mezcla, los cuales son: Acetona, etanol, agua, y xileno(s). Los datos obtenidos de cada una de las soluciones se muestran en la tabla siguiente.

Componente Áreas de la mezcla

estándar

Concentración en la mezcla estándar

(µL/mL) Áreas de la muestra

Acetona 2134 10 34235635 Etanol 23455 20 22645367 Agua 234 10 11123456 Xileno(s) 312 20 12123 Una vez analizados los estándares se estableció la identidad de cada componente en la mezcla mediante el tiempo de retención, al inyectar 1µL de la mezcla en el cromatógrafo de gases, empleando las mismas condiciones de los estándares, se encontró las áreas de cada componente las cuales se presentan también en la tabla anterior. Calcula el % de cada componente en la muestra. Problema 27. Se desea determinar la concentración de ácido acético en un vinagre de manzana, se procede de la siguiente forma: Se toman 1.0312 g del vinagre y se llevan a 500 mL con un solvente adecuado. De esta dilución 0.5 mL se diluyen nuevamente en 500 mL, y se inyectan 0.5 µL a un GC con detector de ionización de flama. Se inyectan 0.5 µL de una solución estándar en las mismas condiciones y los resultados obtenidos se muestran a continuación:

¿Qué porcentaje de ácido acético contiene el vinagre? Problema 28. Se desea conocer el comportamiento del Diclofenaco sódico inyectable reconstituido en una solución de Glucosa inicialmente, a las 12 hrs, 24 hrs y a las 36hrs. Para eso se prepara un estándar pesando 17.4mg diluido en 25mL de fase móvil. La muestra de reconstitución fue preparada tomando 4mL de la solución inyectable mezclada en el frasco de solución de Glucosa hasta 500mL, inyectando directamente de ahí a los diferentes tiempos de muestreo. Las condiciones cromatográficas fueron las mismas, solo que para el estándar se inyectaron 20uL y para la muestra 70uL. Las áreas obtenidas fueron:

Estándar Solución (0 hrs) Solución (12 hrs) Solución (24 hrs) Solución (36 hrs) 41284 45389 42093 39840 36927

Si la presentación de diclofenaco sódico inyectable es de 25mg/mL, ¿Cuánto fue el % que se obtuvo durante el estudio a los diferentes tiempos de muestreo?

Muestra Concentración

(mg/mL de ácido acético) Area de pico

Estándar 5 x 10 -5 32,357 Vinagre - 37,515


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Problema 29. Se desea conocer el contenido de una solución que contiene Hidrocortisona, Ciprofloxacino y Benzocaína por medio de un análisis en HPLC y así determinar si esta dentro de las especificaciones deseadas. • Preparación de la solución Estándar de Ciprofloxacino: Se pesaron 12.0 mg de Clorhidrato de

Ciprofloxacino monohidratado, después se pasaron a un matraz volumétrico de 25mL. Se adicionaron 10mL de Fase Móvil y se sometió a acción de ultrasonido para disolver durante 5 minutos. Finalmente se diluyó y aforó con fase móvil.

• Preparación del Estándar: A continuación se pesaron 20.0 mg de Benzocaína y 10.0 mg de Hidrocortisona, se pasaron a un matraz volumétrico de 50mL, se adicionaron 10 mL de Acetonitrilo y 5 mL de la solución estándar de Clorhidrato de Ciprofloxacino monohidratado, y se sometió a acción de ultrasonido por 5 minutos. Se diluyó y aforó con fase móvil. De esta solución se tomó una alícuota de 2.0 mL y se pasaron a un matraz volumétrico de 50mL. Se diluyó y aforó con fase móvil.

• Preparación de la muestra: Del frasco gotero se tomó una alícuota de 2.0mL y se depositó en un matraz volumétrico de 100mL. Se diluyó y aforó con fase móvil. De la solución anterior se toma una alícuota de 2.0mL y se pasan a un matraz volumétrico de 50mL. Se diluye y afora con fase móvil.

Datos obtenidos: Preparación estándar Muestra Problema

Pico Sustancia Area (mV.seg)

Sustancia Area (mV.seg)

1 Clorhidrato de ciprofloxacino 6088 Clorhidrato de ciprofloxacino 5836 2 Hidrocortisona 5620 Hidrocortisona 6041 3 Benzocaína 7115 Benzocaína 6876

a) Calcular la concentración de Ciprofloxacino, Benzocaína e Hidrocortisona en la muestra, en g/100 mL y reportar si esta dentro o fuera de especificaciones de acuerdo a la siguiente tabla: Especificaciones: VALORACION CIPROFLOXACINO 0.180 A 0.220 g/100 mL VALORACION BENZOCAINA 1.800 A 2.200 g/100 mL VALORACION HIDROCORTISONA 0.900 A 1.200 g/100 mL Peso molecular Ciprofloxacino: 331.34 Peso molecular Clorhidrato de Ciprofloxacino monohidratado: 385.84 Calcular la composición porcentual de la muestra. Problema 30. En un laboratorio de control de calidad se quiere poner a punto un método de análisis por HPLC en fase inversa de una mezcla de dos compuestos A y B. Se sabe que, en columna de octadecil sílice de 25 cm de longitud y utilizando una fase móvil de metanol-agua, los tiempos de retención son 6.25 y 7.10 min respectivamente, el tiempo muerto es 1.4 min y la resolución es 1.05. a) ¿Cuál debe ser la longitud de la columna para conseguir una resolución de 1.5? b) Calcular los factores de retención de A y B. ¿Serán diferentes en la nueva columna? c) A partir de la siguiente tabla calcular la concentración de A y B en la muestra.

Muestra A, mg/L B, mg/L P.I., mg/L AreaA AreaB AreaPI 1 2.0 2.0 1.0 25542 36216 13320


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2 1.0 1.0 1.0 11830 18115 12320 3 2.0 2.0 2.0 24210 35980 26150 4 X X 1.0 21240 15227 11425

Problema 31. Para conocer el contenido de hesperidina en aguacate de la variedad Hass se realizó un análisis por HPLC. Para ello, se pesaron 15 mg pulpa seca de aguacate de la variedad Hass y se adicionaron 100 µL de una solución de 250 µg/mL de catequina como sustancia de referencia; se completó el volumen a 2 mL; de esta solución, se tomaron 200 µL, y se ajustó el volumen a 500 µL, para después inyectar al HPLC, produciéndose áreas de 513 y 1985 para catequina y hesperidina, respectivamente; aparte, se preparó un estándar pesando 7 mg de catequina y 5 mg de hesperidina, se aforó a 100 mL con metanol:acetonitrilo, y ésta solución se diluyó 20 veces. Después de inyectar al HPLC, se reportaron áreas de 1351 y 1002 para catequina y hesperidina, respectivamente ¿Cuántos miligramos de hesperidina están presentes en un kilogramo de pulpa seca en esa variedad de aguacate?

Problema 32. La determinación de herbicidas e insecticidas clorados en alimentos, agua potable, suelo, etc. pueden ser determinados empleando cromatografía de gases con un detector de captura de electrones. El 4,4-DDT fue determinado en una muestra de 5.0 gr del suelo de una granja donde se empleo el insecticida, la muestra se coloca dentro de un extractor y se reflujarón 50 ml de hexano para extraer el plaguicida durante 1 hr. A 1.0 mL del extracto se le añade 1.0 ml de una solución de Adrin (0.001µg/ml), de esta solución se inyecta 1.0 µL en el cromatógrafo y las áreas resultantes para cada insecticida fueron de: 4, 4'-DDT= 13454 y Adrin= 2335682. Una mezcla estándar comercial que contiene 100 pg/ml de Adrin y 400 pg/ml de4,4'-DDT fue inyectada en el mismo cromatógrafo empleando las mismas condiciones que para la extracción, para esta solución se reporta una área de 1273 para el Aldrin y 23455 para el 4,4'-DDT. Calcule la concentración del DDT en la muestra de suelo (en pg/gr de suelo) Problema 33. Al analizar un licor por cromatografía de gases se obtuvieron los siguientes datos: N° de estándar 1 2 3 4 Muestra Conc. De metanol (% vol) 0.01 0.05 0.08 0.10 Por investigar Área de unidades arbitrarias 235 1173 1884 2360 824 Las condiciones de medición se conservaron constantes (Temperaturas, sensibilidad del detector, flujo del gas acarreador, etc.) Es importante considerar que el volumen de los estándares fue constante y bien medido, pero en la muestra fue inyectado el doble del volumen usual. ¿Cuál es la concentración de metanol en el licor problema en % vol? Problema 34. Para calcular el factor de respuesta en un análisis cromatográfico, se realizaron tres determinaciones con cantidades diferentes de un analito A y de un estándar interno (EI), obteniéndose los siguientes resultados:


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Muestra A, mg/l Área de A, u.a. EI, mg/l Área EI, u.a. 1 0.200 25532 0.100 13320 2 0.100 11830 0.100 12320 3 0.200 24110 0.200 25150

Una vez establecido dicho factor de respuesta, se analizó por triplicado una muestra que contiene el analito A y se añadieron 0.1000 mg/l del estándar interno a cada una de las alícuotas, obteniéndose los siguientes datos:

Muestra Área de A, u.a. Área de EI, u.a. 4 21010 11201 5 21315 11500 6 21240 11425

Calcular la concentración de A en mg/L. Problema 35. Para determinar la cafeína de un café instantáneo, se procede de la siguiente forma: se pesan 0.8265 g del producto y se disuelven en 50 mL. Una alícuota de 5 mL se mezclan con 5mL de una solución de acetato de plomo, se deja reposar 5 minutos y se filtra. Se inyecta al HPLC. Después se prepara un estándar de cafeína de 55 ppm y se inyecta en la misma cantidad, se obtiene: Muestra Concentración [ppm] Área pico cafeína Estándar 55 32525 Café instantáneo desconocida 8626 ¿qué cantidad de cafeína en mg/g de café instantáneo contiene el producto? Problema 36. Una solución de corticosteroide es útil en tratamientos de tumores quísticos, artritis reumatoidea o en artritis gotosa aguda entre otros. Al estudiar una muestra procesada paraconocer su concentración de sus activos, Acetato de Metilprednisolona y Clorhidrato de Lidocaína, se procede por la técnica de cromatografía de líquidos usando Prednisona como sustancia de referencia. Al realizar la experimentación y optimizar las condiciones, se obtiene la siguiente información: Muestra estándar

Pico Compuesto Conc. (en mg/mL)

Área

1 Acetato de Metilprednisolona 0.200 472654 2 Clorhidrato de Lidocaína 0.050 105564 3 Prednisona 0.300 276543 Para la solución de referencia se pesaron 159.0mg pasándolos en un matraz de 25mL llevando al aforo con cloroformo. Luego, para la preparación de la muestra, se agito el frasco hasta homogeneizar su contenido. En un matraz volumétrico de 25 ml, se transfiere 1.0 ml de muestra, 10 ml de solución de referencia, diluyendo con cloroformo a volumen. Con una pipeta pasteur se retira la capa superior y de la capa inferior, se pasan 2.0 ml a un recipiente adecuado, se agregan 15 ml


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de cloroformo y 200 mg de sulfato de sodio anhidro NOTA: (El Sulfato de sodio anhidro no se solubiliza, se utiliza pala eliminar la humedad). Al inyectar un volumen similar al de la muestra estándar resultaron los datos siguientes: Muestra Problema

Pico Compuesto Área 1 AcetatodeMetilprednisolona 401765 2 ClorhidratodeLidocaína 89346 3 Prednisona 234564 ¿Qué cantidad en mg/mL de Acetato de Metilprednisolona y Clorhidrato de Lidocaina contiene la muestra sometida al análisis? Problema 37. Una muestra se analiza por cromatografía de líquidos con la finalidad de cuantificar los componentes que la forman; Para evaluar la composición, se inyectó un estándar múltiple; aparte, 10 mL de la muestra se evaporaron bajo corriente de aire y se reconstituyeron a 1 mL en un solvente adecuado. Después de inyectar al HPLC se obtuvieron los siguientes resultados:

No. de pico

Compuesto Estándar Muestra

Composición (%)

Area Composición (%)

Area

1 Acido láctico 15 305 654 2 Acido acético 5 303 533 3 Acido cítrico 10 221 205 4 Acido fumárico 18 420 268 5 Acido succínico 22 415 918 6 Acido fórmico 30 501 488

Calcular la composición porcentual de la muestra. Problema 38. Para conocer el contenido de Tiamina HCl y Piridoxina HCl en un multivitaminico, se lleva a cabo un análisis por HPLC. Después de tener la columna, longitud de onda y condiciones cromatográficas apropiadas, se procedió a preparar el estándar de la siguiente forma: Se transfirió a un matraz volumétrico de 100 mL una cantidad de 10.5 mg de estándar de referencia de Clorhidrato de piridoxina de 98.7 % de pureza y 21.8 mg de Clorhidrato de tiamina de 91.6% de pureza exactamente pesados. Se disolvió perfectamente con 80 ml de agua, y finalmente se llevó a volumen con el mismo diluente y se mezcló. Preparación de la muestra: Del lote del multivitaminico a analizar, se seleccionaron no menos de 20 ampolletas al azar y se vació su contenido en un envase, se transfirió una alícuota de 4.0 ml a un matraz volumétrico de 100 ml, se agregaron 70 ml de agua para disolver, y se llevó a volumen con el mismo diluente agitándose al final. Luego se tomó una alícuota de 10.0 ml, se transfirió a un matraz volumétrico de 100 ml, llevándose a volumen con agua y mezclar perfectamente. Después de inyectar volúmenes iguales de la Preparación del estándar y de la Preparación de la muestra, de acuerdo a las condiciones descritas, se obtuvo lo siguiente:


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Muestra Estándar Muestra Problema Pico Sustancia Área(mV��seg) Sustancia Área(mV��seg) 1 Clorhidrato de

Tiamina 4563.8 Clorhidrato de

Tiamina 4736.9

2 Clorhidrato de Piridoxina

9524.5 Clorhidrato de Piridoxina

8954.1

a) Calcular el contenido de Clorhidrato de Tiamina y Clorhidrato de Piridoxina en la muestra, en mg/2mL. Problema 39. Para determinar el contenido de glibenclamida (fármaco empleado en pacientes diabéticos para controlar los niveles de glucosa en sangre) en una muestra plasmática. Un estándar con 200 ng/mL de glibenclamida generó un pico de 5180 unidades de área al ser inyectado en un HPLC con detección UV. Para examinar la muestra se mide 1 mL de plasma y se extrae con 3 mL de cloroformo, se evapora a sequedad y se reconstituye con 250 µL de fase móvil. Al inyectar un volumen igual al del estándar, se obtuvieron los datos siguientes:

Compuesto Unidades de área Glibenclamida 7444

calcule el contenido de glibenclamida en la muestra reportando en µg/mL de plasma. Problema 40. a) Sabiendo que, a un caudal de 1 ml/min, el pico cromatográfico de la serotonina presenta un tiempo de retención de 4.2 min y una anchura a media altura de 30 s, calcule el factor de capacidad, el número de platos y la altura equivalente de plato teórico para una columna de 10 cm de longitud y 1.8 mL de volumen muerto b) Para medir serotonina (5-hidroxitriptamina) por el método del patrón interno, a una alícuota de 1.0 mL de una disolución de concentración desconocida se le añade 1 mL de una disolución que contiene 30 ng de N-metil-serotonina (patrón interno). Esta mezcla se trata adecuadamente para eliminar interferencias y se inyectan 10 µL de la muestra, obteniéndose un área de 2573832 para la serotonina y de 1719818 para la N-metilserotonina. Cuando se inyectó un volumen equivalente de una mezcla que contenía 5 ng de serotonina y 5 ng de N-metil-serotonina se obtuvieron áreas de 30885982 y 30956727 respectivamente. Calcular la cantidad de serotonina en ng en la muestra original


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RESULTADOS A ALGUNOS PROBLEMAS SELECCIONADOS. I.CROMATOGRAFÍA PLANAR Problema 1. Solvente No. De mancha Valor de Rf

A 1 2.5/10 = 0.25 A 2 8/10 = 0.8 B 1,1 0.7/10 = 0.07 B 1,2 3.1/10 = 0.31 B 1,3 4.5/10 = 0.45 B 1,4 7.9/10 = 0.79 B 2,1 2.7/10 = 0.27 B 2,2 8.6/10 = 0.86

Problema 2. RfA = 49/61 = 0.8032; RfB = 33/61 = 0.5409 Problema 3.

a) RfA = 0.45; RfB = 0.55; NA = 2916; NB = 2788; AEPTA = 0.0206; AEPTB = 0.0215; b) Rs = 2.67 c) α = 1.2222

Problema 4. a) El primer pico a la izquierda corresponde al compuesto “C”, el segundo a “B” y el de la derecha es “A”. b) El orden de elución seria: “A”, “B”, “C”. c) El orden de elución debería ser: “C”, “B”, “A”. d) RfA = 3.2/6.1 cm = 0.5246; AEPTA = 0.0093 cm/etapa


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II. EVALUACIÓN DE PARÁMETROS CROMATOGRÁFICOS. Problema 5.

Compuesto/ Producto

Valor de Rf de Referencia

Pfizer Collins(*) PiSA Liferpal

STD Trimetoprima

0.574 (calculado)

- 0.568 - 0.554

STD Sulfametoxazol

0.777 (calculado)

0.776 0.750 - -

Impureza sulfametoxazol

0.6 – 0.7 0.653 - 0.630 0.643

Impureza Trimetoprima

0.8 – 0.9 - 0.886 0.804 -

Excipiente < 0.5 - - 0.478 0.321 Problema 6.

Compuesto N AEPT Metilciclohexano 960.87 Metilciclohexeno 980.66 Tolueno 886.93 PROMEDIO 942.82 0.0424

Problema 7.

a) α = 1.656; Rs = 1.235 b) 172.18 cm

Problema 8.

Parámetro calculado

Valor de k 1 2 5 10

tR (min) 0.666 0.999 2.0 3.66 VR (mL) 2.0 3.0 6.0 11.0 W (min) 0.146 0.219 0.438 0.804

Problema 9.

Analito k Rs N ¿Están resueltos?

propoxur 0.536 - - - carbaryl 3.929 6.726 - Si 1-naftol 5.554 3.165 3448 Si

methiocarb 5.875 0.456 - No


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Problema 10. Analito tR’ k Rs

B 9.76 11.62 C 10.24 12.19 17.40

Problema 11.

Analito k W

(seg) Rs

tM (seg)

Heptanoato de metilo 3.07 4.38 5.33 Si se resuelven hasta línea base

14.73 Octanoato de metilo 5.04 6.50

III. METODOS DE CUANTIFICACIÓN EMPLEADOS EN CROMATOGRAFÍA Problema 15. Teobromina = 50.01% Teofilína = 5.73% β-Hidroxilpropil teofilína = 43.17% Cafeína = 1.07%

Problema 18. 52.19% de cocaina en la grapa decomisada

Problema 20. 0.6984 mg de cafeína/L de orina 0.06984 mg de cafeína/100 mL de orina 0.449 m de cocaina/L de orina 0.0449 m de cocaina/100 mL de orina

Problema 21. a) El factor de capacidad o retención para cada amina = 10.62 y11.43 b) El factor de selectividad α = 1.076 c) El número de platos y la altura de plato para la n-propilamina N = 2643; AEPT = 0.047 cm/etapa. d) La resolución entre las dos aminas Rs = 0.0857 e) L = 403 cm f) Conc. = 1.904 mg/L Problema 23. 917.52 µg de licopeno/g de Tomate fresco, 560.00 µg de licopeno/g de Polvo de tomate

Problema 24. 450 ng de serotonina


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Problema 25. 11.05 µg/Kg Problema 26. % de Acetona = 24.46 %de Etanol = 2.94 % de Agua = 72.47 % de Xileno 0.118

Problema 27. 2.81% de ácido acético en el vinagre Problema 28. 109.32% a t = 0 hrs 101.32% a t = 12 hrs 95.90% a t = 24 hrs 88.89% a t = 36 hrs.

Problema 29. 6.18% de Ciprofloxacino (0.1975 g/100 mL) 60.22% de Benzocaína (1.9328 g/100 mL) 33.6% de Hidrocortisona (1.074 g/100 mL)

Problema 31. 6,196.66 mg de hesperidina/Kg de pulpa Problema 34. 0.194 mg de A/L

Problema 35. 1.76 mg de cafeina/g de café Problema 37. Acido láctico = 23.04 % Acido acético = 6.23 % Acido cítrico = 6.64 % Acido fumárico = 8.22 % Acido succínico = 34.90 % Acido fórmico = 20.93 %

Problema 38. 103.5 mg de Clorhidrato de Tiamina/2 mL de muestra 48.5 mg de Clorhidrato de Piridoxina/2 mL de muestra

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