Química Orgânica III UFPI//2009-2 Cromatografia - Detectores Ministrante: Prof. Dr. Sidney Lima Aula Adaptada de apresentação do Prof. Dr. Fábio Augusto (Unicamp), e seminário do Prof. Dr. Ronaldo Ferreira do Nascimento (UFPI – 2007)

Sistema CGAR - Detector FABIO AUGUSTO / © 1995 - 2002 Chemkeys 3 4 6 5 1 - Reservatório de Gás e Controles de Vazão / Pressão. 2 - Injetor (Vaporizador) de Amostra. 3 - Coluna Cromatográfica e Forno da Coluna. 4 - Detector. 5 - Eletrônica de Tratamento (Amplificação) de Sinal. 6 - Registro de Sinal (Registrador ou Computador). FABIO AUGUSTO / © 1995 - 2002 Chemkeys

Sistema de introdução da amostra Injeção split-splitless Injeção na coluna Válvula de injeção Análise por Headspace Auto-amostrador septo Entrada do gás de arraste Lã de vidro Material da Coluna CG legendas demonstrar

Entrada do gás de arraste Expulsão de 99% de gás de arraste e amostra Sistema de injeção split-splitless septo Purga do septo Entrada do gás de arraste Expulsão de 99% de gás de arraste e amostra Bloco metálico Insert de vidro Câmera de vaporização legendas demonstrar Coluna CG

Tios de Detector Detector de ionização de chama - DIC Detector de captura de elétrons - DCE Detector de condutividade Térmica - DCT Detector de ionização termiônica Detector de emissão atômica - DEA Detector Fotométrico de Chama - DFC Infravermelho Massa

ELETRODO COLETOR (NEGATIVO) PARA O AMPLIFICADORE DETECTOR Detector de ionização de chama - DIC BOBINA DE IGNIÇÃO No detector de ionização de chama (FID), o efluente da coluna é misturado com hidrogênio e ar e então é inflamado. A energia necessária é fornecida pela chama para ionizar a maioria das espécies orgânicas da amostra. Os cátions (íons positivos) resultantes são atraídos pelo eletrodo coletor carregado negativamente, localizado acima da chama. O fluxo de corrente contínua entre os eletrodos positivo e negativo - o qual é proporcional à concentração das espécies ionizadas que entram na chama - é amplificado e registrado. O FID não responde à gases não-combustíveis como H2O, CO2, SO2 e NO2, e dessa forma, geralmente é usado para analisar a maioria das amostras orgânicas. A sensibilidade é da ordem de 1 x 10-12g/s, com uma grande faixa linear de resposta e baixo ruído. ELETRODO COLETOR (NEGATIVO) PARA O AMPLIFICADORE DETECTOR M + energia  M+ O FID responde ao número de átomos de carbono presentes na chama durante um certo tempo e tanto é sensível à massa quanto à concentração. A resposta aumenta com o número de átomos de carbono presentes em um componente da amostra. Variações na velocidade do fluxo da fase móvel pouco afetam a resposta do detector. CHAMA H2/AR RESPOSTA DO DETECTOR CATODO ENTRADA DE AR ENTRADA DE H2 TEMPO EFLUENTE DA COLUNA LEGENDAS DEMONSTRAÇÃO

GÁS DE ARRASTE DE REFERÊNCIA Detector de condutividade Térmica - DCT A operação do TCD é baseada na variação da condutividade térmica do feixe do gás de arraste na presença das moléculas do analito. O sensor é um filamento aquecido eletricamente, feito de um fio fino de platina, ouro, tugstênio ou ainda um termistor semicondutor. Uma unidade de detecção típica utiliza um par de filamentos, onde um deles encontra-se no fluxo do efluente que sai da coluna e o outro encontra-se em um feixe de referência do gás de arraste. FILAMENTOS AQUECIDOS DESCARTE DESCARTE BLOCO TERMOSTATIZADO A temperatura do elemento a um valor de energia elétrica constante depende da condutividade térmica do gás do meio como uma medida da resistência do elemento. Isso varia com a composição do feixe gasoso. As resistências do par detector são comparadas por meio de um circuito elétrico. A concentração é proporcional à variação na resistência quando o analíto atravessa o detector. Hélio e hidrogênio são os gases de arraste preferidos ao se usar o DCT devido a suas elevadas condutividades térmicas. Isso conduz a uma grande variação da condutividade térmica na presença de pequenas quantidades de analítos orgânicos. O DCT tem sensibilidade relativamente baixa, mas é não-destrutivo, simples e em geral responde tanto à espécies orgânicas quanto inorgânicas. GÁS DE ARRASTE DE REFERÊNCIA EFLUENTE DA COLUNA LEGENDAS

INJETOR FONTE DE ÍONS COLUNA QUADRIPOLO DETECTOR INTERFACE O espectrômetro de massa fornece informações acerca das estruturas de espécies moleculares complexas, convertendo uma amostra ao movimentar rapidamente íons gasosos, separando-os por base de suas proporções massa/carga. No CG-MS, o efluente da coluna cromatrográfica passa pelo espectrômetro de massa, convertendo-se em uma poderosa metodologia analítica de identificação da estrutura química de cada componente da amostra. Devido a natureza especializada da técnica, ela não é explicada em detalhes nessa apresentação. LEGENDAS INJETOR FONTE DE ÍONS COLUNA QUADRIPOLO DETECTOR INTERFACE SISTEMA DE VÁCUO

LIGHT PIPER INJETOR ESPECTRÔMETRO FTIR COLUNA O espectrômetro de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) permite medir os espectros de infravermelho dos componentes de uma amostra eluída em uma coluna cromatográfica. Esses espectros podem ser usadas para identificação dos componentes pela comparação de uma blblioteca de espectros. A desvantagem de um detector de FTIR é que ele requer um caminho óptico de grande comprimento, o que leva a um alargamento dos picos. Isso só pode ser suprimido na aquisição de detectores sensíveis. No entanto, nem sempre é possível obter espectros bons o bastante para a identificação quando as separações são realizadas com alta eficiência. LIGHT PIPER INJETOR ESPECTRÔMETRO FTIR COLUNA LEGENDAS