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Separaciones Analíticas Generalidades Química Analítica III
| Date post: | 15-Nov-2023 |
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Separaciones AnalíticasGeneralidades
Química Analítica III
Bibliografía
D. Skoog, F. Holler, T. Nieman, Principios deAnálisis Instrumental (Quinta Edición),McGraw-Hill, 2001
B.L. Karger, L.R. Snyder, C. Horvath, AnIntroduction to Separation Science, Wiley,1973
M. Valcárcel Cases, A. Gómez Hens,Técnicas analíticas de separación, EditorReverte, 1988
Definición:
Operación que consiste en dividir una mezcla en, al menos,
dos partes de composición distinta, con el objeto de
incrementar la fracción molar de un componente de la mezcla
inicial con relación a los demás
Medición de la señal
analítica:
Es el escalón más
elemental
Determinación:
Abarca un conjunto de
opraciones analíticas
concretas:
Toma y preparación de la
muestra
Cambios físicos y/o
químicos
Medición
Análisis Químico
Se refiere al conjunto de la actuación.
Incluye, además de la
determinación:
Selección de datos
Elección de la técnica y el
método
Interpretación de los
resultadosEtc.
Proceso Analítico
Operaciones Previas
Comprende:
Toma y preparación
de la muestra
Medida (peso o
volumen)Disolución
Desarrollo de la(s)
reacción(es) analíticas
Transporte hacia el
instrumento
Operaciones Previas
Las técnicas de separación
se incluyen en esta etapa
Se utilizan para mejorar dos aspectos:
Selectividad
Sensibilidad
Selectividad
Cuando las muestras contienen especias con características semejantes a las del analito, o bien, perturban su medición (efecto matriz)
Sensibilidad
Cuando la concentración del analito es muy baja, la aplicación directa del método o bien no origina señal o esta está por debajo de los límites de detección.
Tipos Generales de Procesos de Separación
Técnicas que no comportan en si mismas la detección o
determinación de las especies separadas
La medición de la señal se efectúa de manera discontinua a
la separación
Precipitación, extracción, diálisis
Técnicas que implican la detección de las
especies de manera continua después de
ser separadas
Técnicas cromatográficas
Clasificación de las técnicas analíticas de separación
Según se observe el proceso “disecado” (estático) o desde un punto de vista operativo (dinámico)
CRITERIOS ESTÁTICOS
Clasificación según la naturaleza de las fases
Es la más simple
Contiene 4 apartados, que corresponden a las combinaciones binarias de los 3 estados de agregación de la materia
Excepción: sólido-sólido, gas-gas
Clasificación según la naturaleza de las fases
Clasificación según la naturaleza de las fases
Clasificación según la naturaleza de las fases
Clasificación según la naturaleza de las fases
Clasificación según el origen de la segunda fase
La existencia de dos fases es indispensable para originar el proceso separativo.
La segunda fase puede originarse de dos maneras:
Directamente
Mediante la provocación “in situ” de un fenómeno físico o químico
Indirectamente
Mediante el uso de una fase externa al sistema inicial
Clasificación según el origen de la segunda fase
Clasificación según las fuerzas puestas en juego
Tipo básico de proceso que facilita
la separación
Fuerzas implicadas:
mecánicas
físicas
químicas
Clasificación según las fuerzas puestas en juego
Clasificación según las fuerzas puestas en juego
Clasificación según las fuerzas puestas en juego
Sólo las pseudoseparaciones por enmascaramiento están
libres de interacciones de tipo físico
En intercambio iónico, una reacción química es la
base del proceso, pero los fenómenos difusivos son
decisivos
Clasificación según el tipo de control de proceso
Se divide a las técnicas de
separación según su fundamento sea:
Termodinámico
Cinético
Control Termodinámico
Son técnicas de separación que se
basan en equilibrios de distribución de las especies entre dos
fases
Regla de las fases, expresiones de Gibbs, de Clausius-Clapeyron
Se las denomina “técnicas de equilibrio”
Control Termodinámico
Técnicas de separación cinéticas
La velocidad con que se mueven los componentes de la muestra posibilita su
separación.
Existencia de gradientes (concentración, potencial eléctrico, temperatura, gravedad)
Las leyes de difusión rigen los procesos de migración
Técnicas de separación cinéticas
Técnicas de control mixto
Participan de ambos tipos de control
Cromatografía
Técnica de equilibrio regida por
coeficientes de distribución
Es un proceso dinámico y existen
gradientes de concentración (control cinético de la difusión
longitudinal)
Intercambio iónico
Difusión en las partículas controlan el
proceso
Se emplea un coeficiente de
selectividad para predecir las
separaciones
CRITERIOS DINÁMICOS
Estas clasificaciones se basan en las técnicas con que se
llevan a cabo los procesos de separación
Clasificación según el contacto entre las fases
Transferencia de materia
En una interfasebien definida
Las técnicas se relacionan con fenómenos de
adsorción
En toda la solución
Se desarrollan en el seno de
toda la fase que contiene la
muestra
Clsificación según el flujo relativo entre las fases
Se basa en el número de veces que se alcanza el
equilibrio entre las fases
Separación simple
Separación repetitiva o exhaustiva
Separación múltiple
Separación simple
El equilibrio del sistema se alcanza una sola vez.
La separación entre A y B es completa es una única
operación de separación.
Es necesario que el coeficiente de separación entre fases sea prácticamente cero para B y
muy alto para A
Separación repetitiva o exhaustiva
El coeficiente de separación de B es prácticamente cero, pero el de A no es demasiado grande
La separación de A no es completa en una sola operación
Ejemplo típico: reprecipitación,
extracción exhaustiva
Separación múltiple
Tipo de técnica más usadaAlgunas técnicas (cromatografía)
no se pueden realizar de otra manera
Se emplea cuando los coeficientes de separación no son muy
favorables
DB es prácticamente 0, pero DA es muy pequeño
DA y DB tienen valores significativos
Técnicas de separación múltiple
Ambas fases se ponen en contacto de modo continuo
El número de contactos es enorme y el equilibrio se alcanza
repetidas veces
Procedimientos
Una fase fluye (fase móvil) sobre otra que permanece inmóvil (fase estacionaria)
Ambas fases se mueven a
contracorriente
Técnicas de separación múltiple
