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Líquido com Coluna Empacotada ou Recheada) ou sobre a própria parede do tubo (Cromatografia Gasosa de Alta Resolução). Na cromatografia gás-líquido (CGL), os dois fatores que governam a separação dos constituintes de uma amostra são: – a solubilidade na FE: quanto maior a solubilidade de um constituinte na FE, mais lentamente ele caminha pela coluna. – a volatilidade: quanto mais volátil a substância (ou, em outros termos, quanto maior a pressão de vapor), maior a sua tendência de permanecer vaporizada e mais rapidamente caminha pelo sistema.

As substâncias separadas saem da coluna dissolvidas no gás de arraste e passam por um detector; dispositivo que gera um sinal elétrico proporcional à quantidade de material eluido. O registro deste sinal em função do tempo é o cromatograma, sendo que as substâncias aparecem nele como picos com área proporcional à sua massa, o que possibilita a análise quantitativa Os constituintes básicos de Swipe to view next page um sistema cromatográfico são: – Reservatório de Gás de Arraste. O gás de arraste fica contido em cilindros sob pressão.

Assim, a escolha do gás de rraste independe da amostra a ser separada. O parâmetro mais importante é a sua compatibilidade com o detector (alguns detectores trabalham melhor quando se usam determinados gases). Os gases mais empregados são H2, He e N2 e a vazão do gás de arraste, que deve ser controlada, é constante durante a análise. – Sistema de Introdução de Amostra. Na CG, a seção do cromatógrafo gasoso onde é feita a introdução da amostra é o injetor (ou vaporizador). Na versão mais simples, trata-se de um bloco de metal conectado à coluna cromatográfica e ? alimentação de gás de arraste.

Este bloco contém um orifício com um septo, geralmente de borracha de silicone, pelo qual amostras líquidas ou gasosas podem ser injetadas com microseringas hipodérmicas. Amostras sólidas podem ser dissolvidas em um solvente adequado. O injetor deve estar aquecido a uma temperatura acima do ponto de ebulição dos componentes da amostra, para que a amostra se volatilize completa e instantaneamente e seja carregada para a coluna. Se a temperatura for excessivamente alta, pode ocorrer decomposição da amostra. A amostra deve entrar na coluna na forma de um segmento estreito, para evitar alargamento dos picos.

A quantidade de amostra injetada depende da coluna e do detector empregado. Para colunas empacotadas, volumes de 0,1 pl a 3,0 pl de amostra líquida são típicos. Volumes altos prejudicam a qualidade de injeção (alargamento dos picos) ou saturam a coluna cromatográfica. P 7 altos prejudicam a qualidade de injeção (alargamento dos picos) ou saturam a coluna cromatográfica. Para a cromatografia gasosa de alta resolução (CGAR), os volumes de injeção deveriam ser da ordem de nanolitros. Entretanto, não existe meio simples de se medir um volume tão pequeno com a precisão necessária.

Assim, os injetores para CGAR são dotados de “divisão de amostra”, de modo que apenas uma fração do volume injetado (tipicamente entre 1 / 10 e 11300) chega à coluna, sendo o restante descartado. – Coluna Cromatográfica e Controle de Temperatura da Coluna. Após injetada e vaporizada, a amostra é introduzida na coluna cromatográfica, onde é efetuada a separação. Na CG a “afinidade” de um soluto pela FM é determinada pela volatilidade do soluto, sua pressão de vapor, que é função da estrutura do composto e da temperatura.

Alterando-se a emperatura, altera-se também a pressão de vapor e, por conseguinte, a “afinidade” de uma substância pela FM. Se a temperatura da coluna for excessivamente baixa, todos os constituintes da amostra terão pressões de vapor muito baixas e ficarão quase que todo o tempo dissolvidos na FE, fazendo com que a sua migração pela coluna será muito lenta. O resultado pode ser um tempo excessivo de análise e picos muito largos e baixos (quanto mais tempo a substância passa na coluna, mais ela se espalha). Eventualmente, o composto pode nem sair da coluna.

Por outro lado, ma temperatura muito alta implica pressões de vapor também muito grandes e os compostos quase não passam tempo nenhum dissolvido na FE, saindo muito rapidamente da coluna sem serem separ não passam tempo nenhum dissolvido na FE, saindo muito rapidamente da coluna sem serem separados. Assim, a temperatura da coluna é uma condição que deve ser ajustada para se obter uma determinada separação. Além de considerações sobre a separação, a temperatura empregada deve ser compatível com a FE empregada, pois as FE líquidas se volatilizam ou se degradam com temperaturas excessivas.

A temperatura da coluna deve ser rigorosamente controlada, para assegurar a reprodutibilidade das análises. No caso de amostras contendo constituintes com pressões de vapor muito diferentes, se a temperatura for ajustada para separação adequada dos compostos menos voláteis (temperaturas altas), os voláteis serão muito pouco retidos e não serão separados. Por outro lado, se o acerto for feito para separar os voláteis (temperaturas baixas), os constituintes pesados se apresentarão sob a forma de picos excessivamente largos e baixos ou ficarão retidos na oluna.

Este problema pode ser contornado usando a programação linear de temperatura (PLT), através da qual a temperatura da coluna vai sendo aumentada gradualmente durante a análise. A PLT permite separações de amostras muito complexas (petróleo, óleos essenciais, etc. ), não analisáveis com temperatura de coluna constante (CG Isotérmica). – Detector. O último bloco de um CG é o detector, que será discutido detalhadamente mais adiante. As características fundamentais de um sistema de CG são: retenção / seletividade, eficiência e resolução.

Retenção e Seletividade. Na CG, o parâmetro de retenção é o tempo de retenção, tr. Ele é definido como o t Retenção e Seletividade. Na CG, o parâmetro de retenção é o tempo de retenção, tr. Ele é definido como o tempo transcorrido entre a injeção da amostra e o máximo do pico cromatográfico. Porém, mesmo que a substância não interagisse de forma alguma com a FE, o seu tempo de retenção não seria nulo, pois transcorreria algum tempo entre a sua injeção e a sua passagem pelo detector.

Este tempo corresponde ao tempo que o gás de arraste demora para ercorrer a coluna, e é denominado tempo de retenção do composto não retido (ou tempo morto), tm. O parâmetro que realmente reflete as características físico-químicas de retenção de um determinado composto é o tempo de retenção descontado do tempo morto, chamado de tempo de retenção ajustado, [pic] : [pic] A seletividade, capacidade de um sistema diferenciar dois compostos, é definida por: sendo uma característica que, na CG, é mais associada à coluna cromatográfica. Eficiência. Na CG, a eficiência é expressa pelo número de pratos teóricos, que é calculada usando-se um parâmetro de etenção (o tr) e a largura do pico cromatográfico – no caso, a largura de base, wb: A altura equivalente a um prato teórico é calculada por: sendo L o comprimento da coluna cromatográfica. A dependência de h com a velocidade da FM é descrita pela equação de van Deemter: de forma que [pic] é a velocidade do gás de arraste. com a difusão molecular do soluto na fase móvel. ? relacionado com o alargamento do pico e o termo B de forma que [pic] é a velocidade do gás de arraste. O termo A está relacionado com o alargamento do pico e o termo B Resolução. Na CG, a resolução entre duas substância é a razão entre a diferença das distâncias de migração e a média das larguras das bandas. Na CG, ela é definida de maneira similar: ou, se as larguras dos picos forem próximas, a CG existe um grande número de fases estacionárias líquidas e sólidas disponíveis comercialmente, de modo que a natureza da FE é a variável mais importante na otimização da seletividade.

As FE líquidas são as mais empregadas em CG. FE sólidas (carvão ativo, sílica, peneiras moleculares e polímeros orosos) são aplicadas para separação de gases e compostos de baixo massa molar. Em princípio, para um líquido ser usado como FE em CG ele deve ser pouco volátil (pressão de vapor até 0,1 mmHg ou 13,332 Pa na temperatura de trabalho) e termicamente estável.

Para esta fase ser empregada em uma separação em particular, ela precisa: – ser um bom solvente para os componentes da amostra, caso contrário o efeito será o mesmo de temperaturas de coluna excessivamente altas (os compostos ficarão quase que o tempo todo no gás de arraste, sendo eluidos muito apidamente e sem separação); – ser um bom solvente diferencial, isto é, além de dissolver bem todos os constituintes da amostra, fazê-lo com solubilidades suficientemente diferentes para que eles possam ser separados; e – ser quimicamente inerte em relação à amostra.

Via de regra, FE com estruturas similares à da amostra dissolverão melhor seus constituintes, provendo melhores seletividades e separações. FE polares dissolvem melhor compostos polares, etc. Por exemplo: hidrocarbonetos podem ser 60F 17 separações. FE polares dissolvem melhor compostos polares, etc. Por exemplo: hidrocarbonetos podem ser separados eficientemente usando esqualano (um alcano de massa molar elevada). As FE mais populares são os silicones. Silicones são polímeros extremamente estáveis e inertes, o que os torna especialmente adequados à CG.

Nesta classe, as polidimetilsiloxanas são os menos polares. A substituição dos grupos metila na cadeia por outros grupos (fenil, ciano, trifluoropropil, etc. ) fornece FE com polaridades crescentes. Deste modo, eles podem ser empregados na separação de misturas das mais diversas polaridades. Comercialmente, são isponíveis sob diversas denominações, muitas delas praticamente equivalentes. SE-30, OV-I e DC-200 são nomes comerciais para polidimetilsiloxano de fabricantes diferentes. Outra classe de FE importante é a dos poliglicóis.

São polímeros de etilenoglicol e epóxido, preparados com diferentes tamanhos de cadeia polimérica. São FE moderadamente polares, adequadas para separação de álcoois, aldeídos, éteres, etc. A denominação comercial “Carbowax” designa a série de poliglicóis mais conhecida (p. ex. , Carbowax 20M é polietilenoglicol com massa molar média de 20. 00. 000 g/mol). Um terceiro grupo importante de FE é o dos poliésteres. São obtidos por condensação de diácidos com glicóis. São fases altamente polares.

As fases mais comuns desta categoria são o succinato de dietilenoglicol (DEGS) e o adipato de dietilenoglicol (DEGA). A coluna cromatográfica é o local onde ocorre a interação entre a amostra e a FE. Existem duas geometrias básicas de coluna a interação entre a amostra e a FE. Existem duas geometrias básicas de colunas para CG: as colunas empacotadas (ou recheadas), e as colunas tubulares abertas (ou capilares). Nas colunas empacotadas, a FE líquida é depositada sob a forma de um filme fino e uniforme sobre partículas de um suporte adequado.

O suporte deve ser um sólido poroso com grande área superficial, inerte e de boa resistência mecânica. O tamanho das partículas e dos poros deve ser o mais uniforme possível. O material mais empregado como suporte é a diatomite, esqueletos fósseis de algas microscópicas (diatomáceas), compostos principalmente de Si02 amorfa e traços de óxidos metálicos. Muitas vezes, o material é submetido a tratamentos químicos para iminuir a sua atividade superficial, e torná-lo mais inerte. A diatomite preparada para suporte de CG é comercializada com o nome de “Chromosorb”, dentre outros.

Para preparar uma coluna empacotada, o material de enchimento (FE sobre suporte) é colocado da forma mais uniforme e compacta possível (“empacotado”) em um tubo de comprimento e diâmetro adequados. Os materiais mais usados para os tubos de colunas são o aço inox e o vidro, sendo o primeiro preferido pelo manuseio mais fácil. Se o material de enchimento não for colocado na coluna de forma compacta e uniforme, os espaços vazios resultantes uncionarão como câmaras de diluição para a amostra. O resultado serão picos mais largos e menor eficiência. O tamanho da coluna é variável.

Tipicamente são usadas colunas com diâmetros internos de 1 mm a 4 mm e 1 ma 3 m de comprimento. Quanto maior a coluna, maior a ef 80F 17 com diâmetros internos de 1 mm a4 mm e 1 ma 3 m de comprimento. Quanto maior a coluna, maior a eficiência; entretanto, também aumenta o tempo de análise. Colunas muito longas oferecem uma resistência muito alta ? passagem de gás, exigindo pressões excessivamente altas. Além da natureza da FE e da qualidade do empacotamento, existem duas variáveis importantes que influem no desempenho de uma coluna empacotada: – A percentagem de FE no material de enchimento.

A percentagem de FE sobre o suporte é um parâmetro que deve ser rigidamente controlado. Se a quantidade de FE for muito baixa, partes da superfície do suporte ficarão expostas ? amostra, que poderá ser adsorvida. O resultado é o alargamento ou deformação dos picos. Quanto mais FE, maior a retenção. A seletividade também aumenta, porém às custas de aumento do tempo de análise e diminuição da ficiência. Atualmente, colunas contendo de 2 % a 1 0 % de FE são as mais usadas. Dificilmente são empregadas colunas com mais de 30 % de carga. O diâmetro das partículas do suporte. Quanto menor o diâmetro das partículas do suporte, maior a eficiência da coluna. A uniformidade das partículas também é importante. Recheios com partículas cuja distribuição de tamanho seja muito grande serão pouco eficientes. Normalmente, empregam-se suportes com 80-100 mesh (149 pm a 177 pm de diâmetro) ou 100-120 mesh (125 pm a 149 pm). Se for usado suporte com partículas excessivamente finas, a esistência à passagem de gás será muito alta.

Nas colunas tubulares abertas (genericamente denominadas de “colunas capilares”), a FE é depositada na fo 17 tubulares abertas (genericamente denominadas de “colunas capilares”), a FE é depositada na forma de um filme sobre a superfície interna de um tubo fino. A sua grande vantagem sobre as colunas empacotadas é que, pelo fato de serem tubos abertos, podem ser feitas colunas capilares de grandes comprimentos. Como, quanto maior o comprimento, mais pratos teóricos contém a coluna (e maior a sua eficiência), colunas capilares são muito mais eficientes que as mpacotadas.

Normalmente, encontram-se colunas de 5 m até 100 m, embora já tenha sido fabricada uma coluna com 2175 m. Podem-se empregar tubos metálicos, de vidro ou de sílica fundida, sendo os últimos atualmente os preferidos pela sua flexibilidade e inércia química. Nas colunas empacotadas, o desempenho é afetado pelo diâmetro e uniformidade das partículas do recheio e pela carga de FE. Nas colunas capilares, são importantes o diâmetro interno da coluna e a espessura do filme de FE. Quanto mais fina for a coluna, mais eficiente ela será.