Cromatografia Gasosa

Cromatografia Gasosa

1. Se divide em dois tipos:

   • Cromatografia gás-líquido (CGL)
     • A fase estacionária é um liquido
   • Cromatografia gás-sólido (CGS)
     • A fase estacionário é um sólido

2. Vantagens da técnica:

   • Rapidez
     • tinha dois espectros o primeiro com os picos mais juntinhos e para o final e o segundo com os picos mais dispersos. 1º - foi usado um detector por condutividade térmica 2º - foi usado detector por ionização em chama * a mudança dos detectores gera sinais diferentes, mas não tão significativa 1º - saiu primeiro os polares e por ultimo o apolar (matenol até ciclohexano) 2º - saiu primeiro o apolar e depois os polares (ciclohexano até metanol) * a separação de sinais melhorou com a troca da coluna de apolar para polar
   • Alto poder de separação
   • Analise quantitativa e qualitativa
   • Sensibilidade (ppm - ppb)
   • Precisa-se de pequenas quantidades de amostras
   • Variedade de detector (especificidade)

3. Limitações da técnica

   • Amostras voláteis
   • Compostos termicamente estáveis (em ~300ºC)
   • Técnicas auxiliares para identificação

4. Algumas aplicações

   • Análise ambiental
   • Análise de alimentos
   • Analise de fármacos
   • Química forense e toxicologica
   • Quimica industrial e Petroquímica

5. Instrumentação

   • 1º) Gás de arraste - Fase móvel
     • Inerte
       • Não interage com a amostra
     • Isentos de impurezas e compatível com o detector
     • Exemplos: O2 e H2O podem oxidar ou hidrolisar algumas FE
     • Hidrocarbonetos podem gerar sinais em alguns detectores
     • Gases mais usados: N2, He, H2 e Ar
   • 2º) Sistema de injeção da amostra
     • Deve ser suficientemente elevada para que a amostra vaporize-se imediatamente, mas sem que haja a decomposição da mesma 
     • 1 - Septo (silicone)
       • 2- Alimentação de gás de arraste
         • 3 - Bloco metálico aquecido
           • 4 - Ponta da coluna cromatográfica
     • Amostras injetadas:
       • # Líquida
       • # Gasosa
       • # Sólida e líquidas dissolvida em solvente adequado
     • Necessario apenas 1 microlitro da amostra
     • Amostra deve ser vaporizada imediatamente
       • Para que nao cause decomposição
     • Tipos de Injeção:
       • Injetor Split/Splitless
         • Vaporização / Injeção a quente Split: para amostras com concentrações mais altas - pico com bom formato em geral Splitless: para compostos de nível traço, bom para amostras semi-voláteis (pontos de ebulição do analito são acima de ~150ºC)
       • Injetor Wide Bore
         • Vaporização / Injeção a quente
       • On-Column Injector (OCI)
         • Injeção a frio, bom para compostos termicamente instáveis. Toda amostra é introduzida diretamente na coluna, com temperatura relativamente baixa, e vaporizada instantaneamente no ínicio da coluna, a temperatura do injetor pode ser programada (rampa)
       • Programmed Temperature Vaporizing (PTV) Injector
         • Injeção a frio, bom para compostos termicamente instáveis, de alto ponto de ebulição ou para volume grande de amostra.
   • 3º) Coluna cromatográfica
     • Pode ser
       • Coluna empacotada
         • Recheada com um sólido pulverizado (FE sólido ou liquído depositado sobre as partículas do recheio) diâmetro = 3 a 6 mm Comprimento = 0,5m a 5m
       • Coluna capilar
         • Paredes internas recobertas com um filme fino ( FE sólida ou líquida) Diametro = 0,1 a 0,5 mm Comprimento = 5m a 100m
     • Escolha da coluna
       • Polaridade da fase estacionária
         • Apolar: hidrocarbonetos não arométicos
         • Polar: Interação tipo ligação de hidrogênio
         • Intermediária: grupos polares e potencialmente polares em esqueleto apolar
       • Diâmetro e espessura do filme
       • Comprimento
     • A temperatura do forno pode ser variável
     • Materiais com maior interação
       • Se aderem no material que existe na parede do tubo
     • Utiliza-se quase unicamente liquida (SLIDE
     • Forno
       • o forno termostático serve para controlar a temperatura da coluna dentro de alguns décimos de um grau para realizar um trabalho preciso * temperatura uniforma dentro * fácil acesso à coluna * aquecimento e resfriamento rápido * temperatura estável e reprodutível * amplo uso de faixa de temperatura
       • Temperatura isotérmica
         • a analise ocorre em uma temperatura única do início ao fim
       • Temperatura programada
         • a analise ocorre em uma temperatura única do início ao fim
   • 4º) Detector
     • Tipos:
       • Universais
         • Geram sinal para qualquer substancia diluída
       • Seletivos
         • Detectam apenas substancias com determinada propriedade físico-química
       • Específico
         • Detectam substancia que possuam determinado elemento ou grupo funcional em suas estruturas
     • Detector por condutividade térmica TCD
       • Mede a diferença de condutividade térmica entre o gás de arraste e o gás de arraste + amostra. Variação na condutividade térmica do gás durante a eluição do analito. Ex: Separação de gases e hidrocarbonetos hidrocarbonetos no solo
     • Detector por ionizaão em chama FID (quase universal)
       • Formação de íons pela combustão da amostra na presença de H2 e O2. O sinal gerado a partir da corrente elétrica produzida pelos íons que é proporcional à concentração - alta sensibilidade.  Como numa chama de h2 + o2 não existem íons, ela não conduz corrente elétrica. Quando um composto orgânico elui, ele também é queimado. como na sua queima são formados íons, a chama passa a conduzir corrente elétrica Ex: Biodiesel
       • Íons proporcionais a concentração da substância na amostra
     • Detector por captura de elétrons ECD
       • Específico para análise de grupos funcionais eletronegativos. Um fluxo contínuo de elétrons lentos é estabelecidos entre um anôdo (fonte radioativa beta emissora)e um catodo. Na passagem de uma substancia eletrofílica alguns elétrons são absorvidos, resultando uma supressão de corrente elétrica Ex: haletos organicos, nitratos, nitrilas, peróxidos, anidridos, organometálicos, n2 e co2 
     • Detector por espectrometria de massas (EM ou MS)
       • CG-MS é uma técnica muito utilizada para a detecção e detalhadamente da estrutura dos compostos presentes na amostra exemplo: gás mostarda, pesticidas
     • Multiplica os elétrons ( sinal mais intenso)
     • SIM
       • monitorameno de íons selecionados regula um grupo de íons
     • SCAN
       • monitoramento de um range de massa detector registra todos os íons obtidos
   • 5º) Processador de sinal
     • Intensidade do sinal X tempo
     • Análise qualitativa e quantitativa
   • 6º) Registro - cromatograma

6. Preparo da amostra

   • Usar solvente orgânico

7. Deve-se fazer padrões para cada substancia

   • Assim saberemos como se comporta

8. Partição

   • Diferentes solubilidades dos componentes da amostra na FE (entra na coluna). Constituída por uma película de líquidos orgânicos com altos PE que impregnam o sólido (pó) inerte ou a parede interna da coluna capilar

9. Adsorção

   • FE é sólida e a adsorção ocorre na interface, entre FM e FE (bate na coluna e volta) Constituída por adsorventes sólidos como sílica, aluminia, carvão ativado, etc.  

10. EficiÊncia

    • Capacidade de eluição com o mínimo de dispersão do analito, a migração um analito pela coluna provoca inevitavelmente o alargamento da sua banda. É expressa em números de PRATOS TEÓRICOS, que correspondem a um equilíbrio de distribuição do soluto entre FM e FE. Cada estágio de equilíbrio é chamado de PRATO TEÓRICO

11. Resolução

    • é a capacidade de uma coluna separar dois componetes de forma satisfatória

12. Linha de gás

    • 1- cilindro de gás 2 - regulador de pressão primário 3- "traps" para eliminar impurezas do gás 4- regulador de pressão secundário 5- regulador de vazão (controlador diferencial de fluxo) 6- medidor de vazão (rotâmetro)
    • Componentes necessários
      • Controladores de vazão/pressão do gás
      • Dispositivos para a purificação de gás ("traps")

13. 1 - aquecimento

    • O aquecimento ocorre no momento da injeção volatilizando a amostra, forno, interface (espectrometria de massas) detector. A FM é um gás de arraste.

14. Biodisel

    • 1-    Se você quer analisar uma amostra de biodiesel qual cromatografia você utilizaria. Pesquise e justifique. Utilizaria a CG porque o biodiesel pode ser facilmente volatilizado, analisando os ácidos graxos. Pode se utilizar a CL para analisar triglicerídeos, porque solubiliza.

15. site

    • Como é comum em outras técnicas de CG, é necessário um gás de arraste com baixo nível de impurezas de água e oxigênio, pois a água e o oxigênio podem interagir com a fase estacionária e causar problemas significativos, como elevado ruído de base e sangramento da coluna no cromatograma do gás de saída, o que reduz tanto a sensibilidade do analisador quanto a vida útil da coluna.

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