Métodos Cromatográficos

Apresentação em tema: "Métodos Cromatográficos"— Transcrição da apresentação:

1 Métodos Cromatográficos

2 Cromatografia A cromatografia é um método de separação em que os compostos da amostra são separados de acordo com as suas diferentes interações com a fase móvel e a fase estacionária.

3 coluna cromatográfica
Fase estacionária: Fase que se mantém fixa na coluna coluna cromatográfica Fase móvel: Transporta a amostra através da fase estacionária conforme flui pela coluna líquido e gás

4 Objetivos da cromatografia:
Separar, identificar e quantificar analitos em amostras

5 Cromatografia Liquida
Coluna Cromatografia Liquida Cromatografia a gás LC, CLAE, HPLC CG, GC

6 História da Cromatografia
Mikhael S. Tswett: Criador da técnica cromatográfica (1906) Estudos de pigmentos vegetais

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8 Processo cromatográfico

9 Cromatografia em fase gasosa
A amostra é injectada (injector da amostra) e arrastada pela fase móvel (gás arrastador) através da coluna que contém a fase estacionária (coluna CG aquecida), onde ocorre a separação da mistura. As substâncias separadas saem da coluna dissolvidas na fase móvel e passam por um detector que gera um sinal eléctrico proporcional à quantidade de material separado. Cromatograma Cilindro de gás Injector da amostra Detector Registrador Coluna CG aquecida

10 Que tipo de amostra pode ser analisada por GC?
Compostos orgânicos: - Volátil (20 – 300 ºC) Termicamente estável

11 Componentes do cromatógrafo gasoso

12 Cromatograma - Gráfico obtido pela análise cromatográfica
- Tempo de retenção: tempo em que o pico alcança sua intensidade máxima

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14 Separação em cromatografia em fase gasosa
Separação ocorre na coluna: Os compostos são separados por se deslocarem de modo diferente na coluna Duas fases são envolvidas: Fase estacionária Fase móvel (gás de arraste)

15 Fatores que afetam a separação
Estrutura química dos analitos Fase estacionária Temperatura da coluna

16 Instrumentação do CG (GC)
Fase móvel Injetor Coluna Detector

17 Fase móvel: Gás CARACTERÍSTICAS da FASE MÓVEL OU GÁS DE ARRASTE:
Inerte não interage nem com a amostra, nem com a fase estacionária, apenas transporta a amostra através da coluna. Puro isento de impurezas que possam contaminar a amostra, ou gerar ruído no sinal. Compatível com o Detector Exemplos – H2, N2, He,Ar e Ar sintetico H2: inflamável

18 Injetor Parte do cromatógrafo onde a amostra é introduzida
- Vaporiza a amostra (solvente e analitos) - Mistura do vapor da amostra com a fase móvel (gás de arraste) - Transfere vapor para dentro da coluna

19 Injetor - Câmara de aquecimento - Injetor liner/glass liner
- Fluxo de gás

20 Tipos de Injetores - Injetor por vaporização:
Amostra é injetada e vaporizada numa câmara constantemente aquecida Injetor split/splitless Injetor com temperatura programada de vaporização Amostra é injetada numa câmara onde a temperatura é programada - Injetor on-column Amostra introduzida diretamente na coluna

21 Tipos de injetores

22 Coluna capilar e coluna empacotada
Tipos de colunas: Coluna capilar e coluna empacotada

23 Coluna capilar Coluna empacotada
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24 Tipos de colunas capilares

25 CARACTERÍSTICAS DAS COLUNAS:
CAPILARES EMPACOTAMENTO Diâmetro Comprimento Fase estacionária 0,10 a 0,50 mm 5 a 100 m É depositada como filme, aplicado directamente às paredes do tubo 3 a 6 mm 0,5 a 5 m É depositada como filme, sobre partículas de um suporte adequado

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29 CARACTERÍSTICAS DA FASE ESTACIONÁRIA
Características próximas das dos solutos a serem separados Selectividade, deve ser um bom solvente diferencial dos componentes da amostra Quimicamente inerte relativamente à amostra Volatilidade baixa (ponto de ebulição 200ºC acima da temperatura máxima a utilizar) Estabilidade térmica Fases estacionárias utlizadas: Parafinas – apolares Poliglicóis – polares Poliésteres – polares Silicones – cobrem ampla faixa de polaridade

30 Seleção da fase estacionária
Escolha a fase estacionária que mais se assemelha em polaridade aos analitos - Análise de compostos apolares – coluna apolar (ex. Rtx -1) - Análise de compostos polares – coluna polar (ex. StabilWAX)

31 Polaridade dos solutos

32 Fase estacionária

33 Fase estacionária - Metil

34 Fase estacionária – Fenilmetil

35 Fase estacionária – Cianopropilfenil

36 Fase estacionária – trifluoropropil

37 Fase estacionária – polietilenoglicol

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39 MECANISMO DE SEPARAÇÃO:
A amostra atinge a fase estacionária sendo parte absorvida e estabelece-se um equilíbrio entre esta parte e uma outra que permanece na fase gasosa, que por sua vez continua no gás de arraste até estabelecer o equilíbrio. O gás de arraste atinge a fase estacionária, o que leva a amostra a entrar novamente neste para restabelecer o equilíbrio.

40 Programação de temperatura em CG
A forma mais simples (e mais utilizada) de afetar a separação Isoterma: temperatura constante Gradiente: Temperatura varia durante a análise

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42 Detectores Dispositivo que indica e quantifica os componentes separados pela coluna Examinam continuamente o material, gerando um sinal na passagem de substâncias que não o gás de arraste Quantidade do elemento é medida no sinal detectado em função do tempo

43 Características dos Detectores
Resposta rápida e linear Ser altamente sensível Boa estabilidade durante grandes intervalos de tempo Responder a uma grande variedade de compostos

44 Tipos de Detectores para CG

45 Classificação dos Detectores
Universais – Geram um sinal para qualquer composto Selectivos – Geram um sinal apenas compostos com determinadas características Específicos – Geram um sinal para compostos que tenham um determinado elemento na sua estrutura

46 Detectores

47 Detector de Condutividade Térmica (TCD)
Detecção de todos os compostos exceto o gás de arraste Principais exemplos de aplicação: Análise de gás Análise de água, formaldeído e ácido fórmico

48 Detector de Condutividade Térmica (TCD)

49 Detector por Ionização por Chama (FID)
Detecção de QUASE todos compostos orgânicos Exceto: CO, CO2, HCHO (formaldeído) Principais aplicações: Análise de composição de gasolina, gorduras saturadas, gorduras insaturadas e trans

50 Detector por Ionização por Chama (FID)

51 Comparação entre TCD e FID

52 Detector Termiônico de Chama (FTD) Detector Nitrogênio Fósforo (NPD)
Alta seletividade e alta sensibilidade para compostos orgânicos nitrogenados e fosforados Principais aplicações: Análise farmacêutica, pesticidas organo-nitrogenados e pesticidas organo-fosforados

53 Detector Nitrogênio Fósforo (NPD)

54 Detector por Captura de Elétron (ECD)
Alta seletividade e alta sensibilidade aos compostos eletrofílicos (compostos orgânicos halogenados, organo metálicos e dicetonas) - Equipado com radioisótopo, é necessário obter documentação de aprovação de uso/ instalação Principais aplicações: Análise ambiental Resíduos de PCB, pesticidas clorados VOC clorado em águas residuais Mercúrio orgânico no ambiente

55 Detector por Captura de Elétron (ECD)

56 Cromatograma – Parâmetros Fundamentais
Tempo de retenção (tR): Tempo que o analito permanece dentro da coluna, sendo medido desde o momento da introdução da amostra no sistema até o momento do ponto máximo do sinal do pico. Tempo morto (to): Tempo necessário para a eluição de analitos não retidos na coluna. A: Area

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58 Cromatograma – Parâmetros Fundamentais
EFICIÊNCIA – Capacidade de separação com o mínimo de dispersão do composto Separação ineficiente dos compostos e menor detectabilidade Separação eficiente dos compostos e maior detectabilidade Tempo

59 Aplicações

60 Análise dos Dados em cromatrografia

61 Análise qualitativa

62 Análise quantitativa

63 O que é quantificação?

64 Método do padrão externo

65 Método do padrão externo

66 Método do padrão interno

67 Método do padrão interno

68 Método do padrão interno