¿Qué es eso de la "cromatografía"?

Hoy te introduciré por encima el mundo de la cromatografía, es decir, a la parte principal de mi tesis doctoral. Una introducción para todos los públicos. Ya habrá tiempo para profundizar con calma. Empecemos:

¿Qué es la cromatografía?

Según la Real Academia Española la cromatografía es un método de análisis químico para la separación de los componentes de una mezcla por distribución entre dos fases, una estacionaria y otra móvil. Esta definición es adecuada para que nos hagamos una idea aunque no es del todo correcta.

La idea general es que sirve para separar mezclas (si no hay mezclas no hay nada que separar), y esa es la idea principal con la que hay que quedarse. Con la cromatografía separamos, no medimos, no cuantificamos y no sabemos cuánto de bien lo separamos. Para saber todo esto necesitamos una técnica complementaria que mida después de separar.

Segunda idea: Distribución entre dos fases, una estacionaria y otra móvil. Es decir, tenemos una fase estacionaria (fija) donde se van a retener los componentes de la mezcla mientras que los demás son arrastrados. Los que más interaccionen con la fase se retendrán más mientras que los que interaccionen poco serán fácilmente arrastrados por la fase móvil. Por tanto, se va a llevar a cabo la distribución de las moléculas entre una fracción retenida en la fase estacionaria y el resto en la fase móvil. Por próximas que sean estas fracciones entre dos moléculas diferentes esta técnica es capaz de separarlas mediante un elevadísimo número de repeticiones, pero en este tema entraremos más a fondo próximamente.

No me resisto a poner el ejemplo que me dio mi director de tesis Luis Polo hace ya bastantes años: 

Un símil de la cromatografía es un río en el que se lanza a la vez a un montón de gente con chalecos salvavidas. Este río es especial y en su orilla hay un bar y un cine. Ya que el tiempo medio que pasa una persona en un bar es distinto al que pasa en un cine es diferente (se puede hacer un símil con la interacción) podemos separar a la gente en 4 grupos dependiendo de lo que tarden en llegar al final del río: Grupo 1: los viejunos, no les gusta ni el bar ni el cine y prefieren dejarse arrastrar por la corriente. Grupo 2: los seres oscuros, no les gusta la luz del sol por lo que encuentran en el cine su escondite perfecto. Grupo 3: los juerguistas, les gustan los bares y espacios abiertos (y no tienen ganas de ir al cine a aguantar casi dos horas sentados y sin una mísera cervecita). Grupo 4: los ricos, les sobra el dinero (y al parecer el tiempo) y van ambos sitios, bar y cine. Estos cuatro grupos son arrastrados (y separados) por una fase móvil (el agua) dependiendo de su interacción con la fase estacionaria (bar + cine).

Recuerda que el río no cuenta gente, hay que poner a un becario al final para que cuente gente y que no están todos juntos en el cine o en el agua, realmente entran y salen continuamente.

Por tanto, la Real Academia Española da una definición genérica de la cromatografía pero falla, por ejemplo, en denominar método a la cromatografía cuando es una técnica. Cosas de frikis, vamos.

Una definición mucho más adecuada la ofrece la IUPAC en su libro dorado, que define a la cromatografía como un método físico de separación en el cual los componentes a separar se distribuyen entre dos fases, una de las cuales es estacionaria (fase estacionaria) mientras que la otra (la fase móvil) se mueve en una dirección definida. Esta definición es muy similar pero hace hincapié en que la fase móvil debe moverse en una dirección definida (como en un río) y no puede estar yendo y viniendo (como en una lavadora). También destaca la diferencia de método físico y químico. Realmente es un método físico, ya que las interacciones no modifican la naturaleza de la materia, aunque hay gente que lo considera como una reacción química, la reacción de retención, con todos sus parámetros fisicoquímicos perfectamente definidos.

¿Por qué cromatografía?

Etimológicamente, la palabra cromatografía proviene del griego chroma que quiere decir color y grafein que quiere decir escritura. Entonces, que narices tiene que ver el escribir con colores con el rollo del río?!?! Calma, todo tiene explicación. Todo proviene de que los primeros experimentos realizados por el botánico M.S. Tsweet a principios de siglo con hojas de plantas en los que los componentes se iban separando a través de una columna rellena de partículas de sílice y arrastradas por disolventes orgánicos. Estos disolventes extraían los componentes coloreados de las hojas y los separaba, creando patrones de colores que servían para identificar el tipo de planta. Actualmente, casi todo lo que se analiza es transparente y el nombre de la técnica ha quedado únicamente como recuerdo de cómo empezó todo.

Separación de pigmentos de plantas
(https://www.cromatografialiquida.com.br/Imagens/Colunaespinafre.jpg)

¿Yo puedo separar cosas en casa?

Hay un experimento muy fácil en el que puedes intentar separar los componentes presentes en las tintas de los bolígrafos.

(Empieza a cantar la canción de Bricomanía o de Art Attack o de algo de ese tipo que te motive. En algunos casos el hablar con acento vasco ayuda, jajaja)

Para empezar necesitamos:

• Una mezcla (es decir, los bolis). Si son de distinto color mucho mejor.
• Una fase estacionaria, en nuestro caso, un trozo de folio.
• Una fase móvil. Podéis elegir entre alcohol de botiquín (96%) o acetona (presente en muchos quitaesmalte de uñas).
• Un lapiz, para marcar donde empezamos a arrastrar.

Ahora sólo falta un sitio donde mantener el folio vertical. En los laboratorios se utiliza un utensilio de última tecnología para ello, un tarro de mermelada. Última tecnología. Si queréis algo menos sofisticado, podéis conseguirlo con un vaso del que sobresalga  el folio y enrollarlo al lápiz, apoyado sobre el vaso, por ejemplo.

Ahora que tenemos lo más importante hay que cortar el folio para que entre en el vaso o el tarro estando recto. Una vez cortado, a un dedo y medio del borde hay que hacer una línea con el lápiz y, en esta línea distribuir lo mas homogéneamente posible todos los bolis.

Una vez preparada la fase estacionaria se pone un dedo de fase móvil en el soporte y se introduce el folio manteniendo la línea de lapiz paralela a la superficie del disolvente, evitando que la línea del lápiz se sumerja. Si toca la balsa de disolvente no vale, toca volver a empezar.

Si lo dejas reposar, el disolvente irá ascendiendo lentamente por el folio arrastrando con diferente fuerza a cada uno de los componentes de la tinta, separándolos.

Este mismo efecto lo habéis visto cuando se os mojaba la mochila y se corría toda la tinta de los libros y los cuadernos, el principio fisicoquímico es el mismo. Si quieres ampliar puedes probar diferentes disolventes (disolvente de pintura, gasolina o agua) o pintar dos veces con el mismo boli en el mismo papel para ver que se separan igual. Si te fijas, en la figura se ve como el rotulador rojo y el negro comparten los componentes magenta y amarillo, se diferencian principalmente en que el negro lleva algo de verde.

Separación de pigmentos de rotulador
(https://www.webinnate.co.uk/science/images/ch04.jpg)

Por hoy ya ha sido bastante el rollo, la semana que viene más y mejor. Espero que hayas entendido todo, si no es así aquí abajo⇩ están los comentarios, donde preguntar si hay dudas. Esta semana podéis proponer tema para el lunes (comentarios o encuesta) que viene ya que dentro de dos post seguiremos ampliando estas separaciones. Espero que, al menos, haya quedado claro que en mi tesis me he dedicado a separar cosas, jajaja.

Cuídate y nos vemos la semana que viene!!