Cromatografia Gasosa

Santo André

2014

CROMATOGRAFIA GASOSA - CG

A cromatografia de origem no termo grego chrom= cor e graphie= escrita, ganhou importância como método de separação por volta de 1903, com o botânico Mikhail Semenovich Tswett, nascido em Asti (Itália), sendo a sua família de origem russa. Foi mais tarde considerado o pai da cromatografia devido à sua valiosa contribuição no desenvolvimento desta técnica.

Ele desenvolveu vários trabalhos experimentais no domínio da separação de extratos de plantas por adsorção diferencial em colunas, usando carbonato de cálcio como fase estacionária e éter de petróleo como eluente.

Mikhail Semenovich Tswett, por volta de 1903

Nestas experiências, verificou-se a formação de bandas de cores diferentes nas colunas utilizadas devido à adsorção diferencial dos pigmentos corados, que percolavam com velocidades diferentes e emergiam separadamente da coluna. Foram separados componentes de uma mistura de extrato, através da passagem de éter de petróleo (fase móvel) por uma coluna de vidro preenchida com carbonato de cálcio (fase estacionária), adicionando o extrato levou á separação dos compostos em faixas coloridas, devido à adsorção diferencial dos pigmentos corados.

Experimento de extratos de folhas realizado pelo Botânico Mikhail

A técnica consiste na separação de misturas por interação diferencial dos seus componentes entre uma fase estacionária (líquido ou sólido) e uma fase móvel (líquido ou gás), é um tipo comum de cromatografia usada em química orgânica para separação de compostos que podem ser vaporizados sem decomposição.

A cromatografia gasosa é uma técnica que tem como vantagem sua eficiência, ser simples e barata, de fácil quantificação, necessita pouca quantidade de amostra. É aplicável para separação e análise de misturas cujos constituintes tenham pontos de ebulição de até 300ºC e que são termicamente estáveis. A desvantagem é que a amostra a ser analisada precisa ser volátil ou volatilizável. Os componentes mais utilizados são os relativamente voláteis, como álcoois, cetonas, aldeídos e outros.

Na cromatografia gasosa a amostra é injetada e vaporizada no início de uma coluna. A eluição é produzida por um fluxo de gás inerte, que é armazenado em um cilindro que possui uma válvula para controle da vazão. A separação dos componentes da amostra ocorre na coluna e após percorrer toda a coluna chegam a um detector que envia uma resposta ao registrador que emite um cromatograma, que é um gráfico em formas de picos, permitindo a detecção e quantificação de componentes através da área dos picos e tempo de retenção.

Uma mistura pode ser separada utilizando as diferenças nas propriedades físicas e químicas dos componentes individuais. Estas separações são baseadas nos estados físicos da matéria dos dois componentes. As propriedades físicas que permitem separar compostos são: solubilidade, ponto de ebulição, pressão de vapor, etc. Outras duas propriedades que também são úteis para separações são a densidade e o tamanho das partículas. As propriedades que permitem separar os componentes de uma mistura, são constantes sob condições constantes, e portanto, uma vez determinadas, podem ser utilizadas para identifica-los e quantifica-los. Tais procedimentos são típicos dos métodos cromatográficos de separação.

FASES DA SEPARAÇÃO DE MISTURAS POR CG

Fase Estacionária

A fase estacionária distingue-se entre fases estacionárias sólidas e líquidas. No caso da fase estacionária ser constituída por um líquido, este pode estar simplesmente adsorvido sobre um suporte sólido ou imobilizado sobre ele. Ela pode ser um sólido ou um líquido que propicia a distribuição dos componentes da mistura entre as duas fases através de processos físicos e químicos, tais como a adsorção, diferenças de solubilidades, volatilidades ou partilha. A função da fase estacionária na coluna é separar componentes diferentes, causando a cada um à saída da coluna em um tempo diferente (tempo de retenção).

Fase Móvel

Como fase móvel é utilizado um gás, denominado gás de arraste, que transporta a amostra através da coluna cromatográfica até o detector onde os componentes separados são detectados.

Fase Estacionária e Móvel de uma mistura durante sua separação.

Características de uma Fase Estacionária Ideal

A fase estacionária ideal é a seletiva, que deve interagir diferencialmente com os componentes da amostra. A FE deve ter características tanto quanto possível próximas das dos solutos a serem separados (polar, apolar...)

FE Seletiva: separação adequada dos constituintes da amostra

FE pouco Seletiva: má resolução mesmo com coluna de boa eficiência

Fase gás - liquido (CGL)

A fase estacionária gás - líquido, é uma fina camada liquida que reveste um suporte inerte e sólido. A Separação se dá através da distribuição da amostra dentro e fora desta camada, ou seja, a partição da amostra entre as fases móvel e estacionária (liquida). Na cromatografia gás-líquido a fase estacionária é um líquido pouco volátil, recobrindo um suporte sólido ou as paredes de colunas capilares. A separação baseia-se em mecanismos de partição das substâncias entre a fase líquida e a fase gasosa.

Esta fase separa íons ou moléculas dissolvidas em um solvente. Se a solução de amostra estiver em contato com um segundo sólido ou fase líquida, os diferentes solutos interagem com a outra fase em diferentes graus, devido a diferenças de adsorção, intercâmbio de íons, partição, ou tamanho. Estas diferenças permitem que os componentes da mistura se separem usando estas diferenças para determinar o tempo de retenção dos solutos através da coluna.

A utilização da cromatografia gás-líquido corresponde a cerca de 95% do total de aplicações.

Fase gás – sólido (CGS)

Na cromatografia gás-sólido, a fase estacionária é um sólido com uma grande área superficial e a separação baseia-se em mecanismos de adsorção das substâncias neste sólido. A cromatografia gás-sólido é usada principalmente na análise de gases