CROMATOGRAFIA GASOSA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
BRUNO HENRIQUE GOMES 
FLÁVIO VIEIRA 
GUSTAVO MARTINS 
LARISSA ARAÚJO 
LUCAS SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CROMATOGRAFIA EM FASE GASOSA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Patos de Minas 
Outubro 2012 
 
 
 
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
CAMPUS PATOS DE MINAS 
BRUNO HENRIQUE GOMES 
FLÁVIO VIEIRA 
GUSTAVO MARTINS 
LARISSA ARAÚJO 
LUCAS SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CROMATOGRAFIA EM FASE GASOSA 
 
 
 
Trabalho apresentado ao curso 
de Graduação em 
Biotecnologia da Universidade 
Federal de Uberlândia, como 
exigência parcial na disciplina 
de Química Analítica. 
 
Prof. Dra. Djenaine de Souza 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Patos de Minas 
Outubro 2012 
 
 
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Sumário 
 
Introdução ....................................................................................................................... 5 
Cromatografia em Fase Gasosa .................................................................................... 5 
Instrumentos Para Cromatografia Gás-Líquido ......................................................... 6 
Colunas Para Cromatografia Gasosa ........................................................................... 7 
Colunas Capilares ou Tubulares Abertas .................................................................... 8 
Colunas Recheadas ......................................................................................................... 9 
Materiais sólidos de suporte .............................................................................. 10 
Tamanho de partículas de suporte .................................................................... 10 
Fases Estacionárias Líquidas ....................................................................................... 10 
Fases Estacionárias Líquidas e Com Ligações Entrecruzadas ................................. 11 
Selecionando a coluna .................................................................................................. 12 
Espessura do Filme ....................................................................................................... 13 
Índice de retenção .......................................................................................................... 14 
Programação de temperatura e pressão ..................................................................... 15 
Gás de Arraste .............................................................................................................. 17 
Injeção da Amostra ...................................................................................................... 19 
Injeção Com Divisão de Fluxo ........................................................................... 19 
Injeção Sem Divisão de Fluxo ........................................................................... 20 
Injeção Direta na Coluna .................................................................................. 23 
Cromatografia Gasosa com Pirólise ........................................................................... 23 
Sistemas de Detecção .................................................................................................... 24 
Detectores quantitativos ............................................................................................... 26 
Detector de Condutividade Térmica ........................................................................... 27 
Detector de Ionização em Chama ................................................................................ 28 
Detector de Captura de Elétrons ................................................................................. 29 
Interface da Cromatografia Gasosa Com Métodos Espectroscópicos ..................... 30 
Cromatografia Gasosa Acoplada à Espectrometria de Massas ....................... 30 
Cromatografia Gasosa Acoplada à Espectroscopia no Infravermelho com 
Transformada de Fourier ............................................................................................ 36 
Análise Qualitativa ....................................................................................................... 38 
 
 
4 
 
Análise Quantitativa ..................................................................................................... 39 
Calibração com Padrões .................................................................................... 40 
O Método do Padrão Interno ............................................................................. 40 
Preparo da Amostra ..................................................................................................... 41 
Microextração em fase sólida ............................................................................ 41 
Cromatografia Gasosa Bidimensional Abrangente (CG X GC) .............................. 45 
Instrumentação para GC X GC ......................................................................... 48 
Processamento de dados de GC X GC ............................................................... 49 
Quimiometria em GC X GC ................................................................................ 50 
Aplicações de GC X GC ..................................................................................... 51 
Conclusões e perspectivas ................................................................................... 51 
Cromatografia na perícia .............................................................................................. 51 
Aplicação da cromatografia bidimensional abrangente ............................................ 52 
Qualidade ............................................................................................................ 53 
Fiscalização ........................................................................................................ 53 
Pesquisas ............................................................................................................ 53 
Referencias bibliográfica ............................................................................................. 54 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
INTRODUÇÃO 
 
A cromatografia é um método físico-químico de separação. Ela está 
fundamentada na migração diferencial dos componentes de uma mistura, que ocorre 
devido a diferentes interações, entre duas fases imiscíveis, a fase móvel e a fase 
estacionária. A grande variedade de combinações entre fases móveis e estacionárias a 
torna uma técnica extremamente versátil e de grande aplicação. 
O termo cromatografia foi primeiramente empregado em 1906 e sua utilização 
é atribuída a um botânico russo ao descrever suas experiências na separação dos 
componentes de extratos de folhas. Nesse estudo, a passagem de éter de petróleo (fase 
móvel) através de uma coluna de vidro preenchida com carbonato de cálcio (fase 
estacionária), à qual se adicionou o extrato, levou à separação dos componentes em 
faixas coloridas. Este é provavelmente o motivo pelo qual a técnica é conhecida como 
cromatografia (chrom = cor e graphie = escrita), podendo levar à errônea idéia de que o 
processo seja dependente da cor. Apesar deste estudo e de outros anteriores, que 
também poderiam ser considerados precursores do uso dessa técnica, a cromatografia 
foi praticamente ignorada até a década de 1930, quando foi redescoberta. A partir daí, 
diversos trabalhos na área possibilitaram seu aperfeiçoamento e, em conjunto com os 
avanços tecnológicos, levaram-na a um elevado grau de sofisticação, o qual resultou no 
seu grande potencial de aplicação em muitas áreas. A cromatografia pode ser utilizada 
para a identificação de compostos, por comparação com padrões previamente existentes, 
para a purificação de compostos, separando-se as substânciasindesejáveis e para a 
separação dos componentes de uma mistura. 
A cromatografia gasosa faz parte de um importante grupo de métodos de 
separação, que nos permite separar, isolar identificar e quantificar substâncias, mesmo 
em misturas muito complexas. A cromatografia gasosa é uma das técnicas mais 
empregadas em análises qualitativas e quantitativas. Colunas capilares são utilizadas em 
determinações por cromatografia gasosa a temperaturas que excedem 400ºC. Aplicações 
a essas altas temperaturas requerem fases estacionárias especiais e tubos que não se 
decompõem. 
 
 
CROMATOGRAFIA EM FASE GASOSA 
 
Na cromatografia gasosa, os componentes de uma amostra vaporizada são 
separados em consequência de sua partição entre uma fase móvel gasosa e uma fase 
estacionária líquida ou sólida contida dentro da coluna. Ao realizar-se uma separação 
por cromatografia gasosa, a amostra é vaporizada e injetada na cabeça da coluna 
cromatográfica. A eluição é feita por um fluxo de fase móvel gasosa inerte. Em 
contraste, com muitos outros tipos de cromatografia, a fase móvel não interage com as 
moléculas do analito; sua única função é transportar o analito através da coluna. 
Dois tipos de cromatografia gasosa são encontrados: cromatografia gás-
líquido (CGL) e cromatografia gás-sólido (CGS). A cromatografia gás-líquido 
encontra amplo uso em todas as áreas da ciência. 
A cromatografia gás-líquido baseia-se na partição do analito entre a fase móvel 
gasosa e uma fase imobilizada liquida na superfície de um solido inerte. Na CGL, a fase 
estacionária é uma película delgada, a qual recobre um sólido inerte denominado 
suporte. A base para a separação cromatográfica, neste caso, é a distribuição da amostra 
dentro e fora desta película, ou seja, a partição da amostra entre a fase móvel e a fase 
 
 
6 
 
líquida estacionária. A fase estacionária encontra-se acondicionada dentro da coluna, 
através da qual o gás de arraste flui continuamente. A amostra é introduzida na coluna 
através de um injetor, onde o gás arrastará a amostra. As moléculas da amostra irão 
distribuir-se ao equilibrar-se entre o gás de arraste e a fase líquida. As espécies mais 
solúveis na fase líquida permanecerão menos tempo no gás de arraste em movimento e, 
como consequência, irão deslocar-se mais lentamente através da coluna. Conectando-se 
um detector à saída da coluna, constata-se a eficiência da separação através do 
cromatograma registrado. Depois de separados, os componentes serão identificados e 
quantificados utilizando-se padrões adequados. Caso se encontre uma fase líquida que 
apresente solubilidade seletiva para dois dados compostos, estes poderão ser separados 
por cromatografia gás-líquido, devido à diferença de solubilidade na fase líquida. 
Devido à grande diversidade de fases líquidas disponíveis, a cromatografia gás líquido 
torna-se a mais versátil e seletiva forma de cromatografia em fase gasosa. Isto permite 
que sejam analisadas amostras sólidas, líquidas ou gasosas desde que sejam voláteis ou 
possam ser volatilizadas sem sofrerem decomposição no cromatógrafo. Desta forma é 
preferível a denominação cromatografia em fase gasosa uma vez que o processo 
cromatográfico ocorre em fase gasosa, independente do estado físico inicial da amostra. 
A cromatografia gás-sólido é baseada em uma fase estacionária sólida na qual a 
retenção dos analitos ocorre por adsorção. A cromatografia gás-sólido tem aplicação 
limitada em virtude da retenção semipermanente de moléculas polares ativas e efeito de 
cauda severo nos picos de eluição (como conseqüência da natureza não-linear do 
processo de adsorção). Assim, essa técnica não encontrou ampla aplicação exceto na 
separação de certas espécies gasosas de baixo peso molecular. A adsorsão diferencial 
dos componentes da mistura a ser separada sobre a superfície sólida é a base para a 
separação cromatográfica na CGS a qual é geralmente empregada na separação de gases 
como nitrogênio, oxigênio, monóxido de carbono e outros. 
 
 
INSTRUMENTOS PARA A CROMATOGRAFIA GÁS-LÍQUIDO 
 
Figura 1. Diagrama esquemático de um Cromatógrafo a gás. Fonte: HARRIS, Daniel C Análise Química 
Quantitativa. 7. ed 
 
 
 
Muitas alterações e melhorias nos instrumentos para a cromatografia gasosa 
apareceram no mercado desde o seu lançamento comercial. Nos anos 1970, os 
integradores eletrônicos e os processadores de dados baseados em computadores 
 
 
7 
 
tornaram-se comuns. Os anos 1980 e 90 testemunharam o uso dos computadores para o 
controle automático da maioria dos parâmetros instrumentais, como a temperatura da 
coluna, vazões e a injeção da amostra; o desenvolvimento de instrumentos de alto 
desempenho a custos moderados e, talvez o mais importante, o desenvolvimento das 
colunas tubulares abertas que são capazes de separar os componentes de misturas 
complexas de forma relativamente rápida. Hoje, cerca de 50 fabricantes de instrumentos 
oferecem cerca de 150 modelos diferentes de equipamentos cromatográficos a gás a 
preços que variam de US$ 1.000 até mais de US$ 50.000. 
 
Colunas Para Cromatografia Gasosa 
Figura 2. Coluna de sílica fundida. Fonte: HARRIS, Daniel C Análise Química Quantitativa. 7. ed 
 
Os estudos pioneiros em cromatografia gasosa foram realizados, no início dos 
anos 1950, em colunas recheadas, nas quais a fase estacionária era constituída de um 
filme fino de líquido retido por adsorção na superfície de um suporte sólido inerte 
finamente dividido. A partir de estudos teóricos feitos durante esse período inicial, 
tornou-se aparente que as colunas não recheadas com diâmetro de poucos décimos de 
milímetro poderiam proporcionar separações superiores do que aquelas obtidas em 
colunas recheadas quanto à velocidade e à eficiência da coluna. Nessas colunas 
capilares, a fase estacionária é constituída por um filme de líquido de espessura igual a 
poucos décimos de micrômetro recobrindo uniformemente o interior do tubo capilar. 
Nos anos 1950, essas colunas tubulares abertas foram construídas; as 
características do desempenho previsto foram confirmadas experimentalmente em 
vários laboratórios, com colunas tubulares abertas contendo 300.000 pratos ou mais 
tendo sido descritas. A despeito dessas características espetaculares de desempenho, as 
colunas capilares não ganharam ampla aceitação e uso até mais de duas décadas após a 
sua invenção. As razões para esse atraso foram muitas, incluindo a pequena capacidade 
de amostra, fragilidade das colunas, problemas mecânicos associados com a introdução 
da amostra e com a conexão da coluna com o detector, dificuldades de recobrimento da 
coluna de forma reprodutível, a vida curta de colunas preparadas de forma ineficiente, à 
tendência das colunas de entupirem e as patentes, que restringiram o desenvolvimento 
comercial a um único fabricante. No final dos anos 1970 esses problemas tornaram-se 
contornáveis e muitas companhias de instrumentos começaram a oferecer colunas 
tubulares abertas a um custo razoável. Em consequência, temos visto um crescimento 
importante no uso de colunas capilares desde essa época. 
 
 
 
 
 
 
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Colunas Capilares ou Tubulares Abertas 
 
Figura 3. Vista transversal das colunas com parede recoberta, suporte recoberto e camada porosa. Fonte: 
HARRIS, Daniel C Análise Química Quantitativa. 7. ed 
 
 
A grande maioria das analises é realizadas em colunas capilares estreitas e 
compridas feitas de sílica fundida (SiO₂) e recobertas com poliimida (um plástico capaz 
de resisitir ate 350°C) para suportar e proteger a coluna da umidade atmosférica. As 
colunas capilares oferecem maior resolução, menores tempos de analise e maior 
sensibilidade do que as colunas empacotadas, pois numa coluna empacotada, as 
partículas resistem ao fluxo da fase móvel e, por isso, a vazão linear não pode ser muito 
rápida. Para um mesmo comprimento de coluna e uma mesma pressão aplicada, avazão 
linear em uma coluna capilar é muito maior do que em uma coluna empacotada. 
Portanto, para uma mesma pressão e vazão linear, a coluna capilar pode ser 100 vezes 
mais comprida do que a coluna empacotada. Se a altura do prato for à mesma, a coluna 
mais comprida fornecem 100 vezes mais pratos teóricos, fazendo com que a resolução 
aumente em √100= 10 vezes. Mas as colunas capilares têm menos capacidade de 
amostra. 
As colunas tubulares abertas ou capilares são de dois tipos básicos: coluna 
tubular aberta de parede recoberta (TAPR) – WCOT, do inglês wall-coated open 
tubular – e colunas tubulares abertas revestidas com suporte (TARS) – SCOT, do 
inglês support-coated open tubular. As colunas de parede recoberta são simplesmente 
tubos capilares recobertos com uma fina camada de fase estacionária. Nas colunas 
revestidas com suporte, a superfície interna do capilar é revestida com um filme fino 
(_30 mm) de um material de suporte, com terra diatomácea. Esse tipo de coluna retém 
uma quantidade de fase estacionária muitas vezes maior que uma coluna de parede 
recoberta e assim apresenta maior capacidade de amostra. Geralmente, a eficiência de 
uma coluna TARS é menor que uma coluna TAPR, mas significativamente maior que a 
de uma coluna recheada. 
As primeiras colunas TAPR foram construídas de aço inoxidável, alumínio, 
cobre ou plástico. Posteriormente, o vidro foi utilizado. Frequentemente, o vidro é 
corroído com ácido clorídrico gasoso, soluções aquosas fortes de ácido clorídrico ou 
hidrogeno fluoreto de potássio, o que proporciona uma superfície rugosa que retém a 
fase estacionária mais firmemente. 
As colunas capilares mais empregadas são as colunas tubulares abertas de 
sílica fundida (CTAS) – FSOT, do inglês fused-silica open tubular. Os capilares de 
sílica fundida são puxados a partir de sílica purificada especial que contém quantidades 
mínimas de óxidos metálicos. Esses capilares apresentam paredes muito mais finas que 
 
 
9 
 
os de vidro. Os tubos têm sua resistência reforçada por meio do recobrimento externo de 
proteção de poliimida, o qual é aplicado à medida que o tubo capilar é puxado. As 
colunas resultantes são bastante flexíveis e podem ser enroladas em bobinas com 
diâmetros de poucas polegadas. Essas colunas estão disponíveis comercialmente e 
oferecem muitas vantagens importantes como resistência física, reatividade muito 
menor em relação aos componentes da amostra e flexibilidade. Para a maioria das 
aplicações, elas têm substituído as colunas de vidro antigas do tipo TAPR. 
 
Tabela 1. Propriedades e características de colunas típicas para CG. Fonte: SKOOG, A. Douglas. 
Cromatografia Gasosa. In: SKOOG, Douglas A..Fundamento de Química Analítica. 8. ed 
 
 
As colunas tubulares abertas de sílica mais amplamente empregadas apresentam 
diâmetros de 0,32 e 0,25 mm. As colunas de alta resolução são vendidas com diâmetros 
de 0,20 e 0,15 mm. Essas colunas são de uso mais complexo e são mais restritivas com 
relação aos sistemas de injeção e detecção. Assim, um divisor de amostra deve ser 
empregado para reduzir o tamanho da amostra injetada na coluna e um sistema de 
detecção mais sensível com baixo tempo de resposta é necessário. Recentemente, 
capilares de 530 mm, algumas vezes denominados colunas megabore, têm surgido no 
mercado. Essas colunas toleram amostras de tamanho similar àqueles para as colunas 
recheadas. As características de desempenho das colunas tubulares abertas megabore 
são tão boas como aquelas de diâmetros menores, porém são significativamente 
melhores que aquelas das colunas recheadas. A Tabela 1 compara as características de 
desempenho de colunas capilares de sílica fundida com outros tipos de colunas de 
parede recoberta, bem como com as de colunas com suporte revestido e recheadas. 
 
 Colunas Recheadas 
 
As colunas recheadas contem partículas finas de um suporte solido recoberto 
com fase estacionária liquida não-volátil, ou o próprio solido pode ser a fase 
estacionária. Comparado com as colunas capilares, as colunas empacotadas possuem 
uma maior capacidade de amostra, produzindo, entretanto, picos mais largos, tempos de 
retenção maiores e menor resolução. Apesar de sua resolução inferior, as colunas 
empacotadas são usadas em separações preparativas, que necessitam de uma grande 
quantidade de fase estacionária, ou para separar gases que apresentam baixa retenção. 
As colunas recheadas são atualmente fabricadas de tubos de vidro ou metal; elas 
apresentam um comprimento típico entre 2 e 3 m e diâmetro interno de 2 a 4 mm. Esses 
tubos são densamente recheados com um material uniforme e finamente dividido, ou 
suporte sólido, que é recoberto com uma camada fina (0,05 a 1 mm) de fase estacionária 
 
 
10 
 
líquida. Os tubos são enrolados na forma de bobinas com diâmetros aproximados de 15 
cm para possibilitar uma termostatização conveniente no forno. 
 
Materiais Sólidos de Suporte 
 
O recheio, ou suporte sólido em uma coluna recheada, serve para fixar a fase 
estacionária líquida de forma que a maior área superficial possível esteja exposta à fase 
móvel. O suporte ideal consiste em pequenas partículas uniformes e esféricas com boa 
resistência mecânica e com uma área superficial de pelo menos 1,0 m
2
/g. O suporte 
sólido é frequentemente constituído por sílica que si anizada para reduzir as iga es 
hidrog nio com so utos apo ares. o caso de so utos que continuam a ter tend ncia 
associação, um suporte útil é o Teflon, porem, seu uso é limitado a temperaturas 
inferiores a 200°C. Além disso, o material deve ser inerte a temperaturas elevadas e 
deve ser molhado uniformemente pela fase líquida. Nenhuma substância que preencha 
perfeitamente todos esses critérios se encontra disponível. 
 
Tamanho de Partículas dos Suportes 
 
A eficiência de uma coluna cromatográfica aumenta rapidamente com a 
diminuição do diâmetro de partícula do recheio. Contudo, a diferença de pressão 
requerida para manter uma vazão aceitável do gás de arraste varia de forma inversa com 
o quadrado do diâmetro de partícula; essa última relação tem estabelecido os limites 
sobre o tamanho de partículas utilizado em cromatografia, porque não é conveniente 
empregar diferenças de pressão maiores que cerca de 50 psi. Como resultado, as 
partículas de suporte usuais são de 60 a 80 mesh (250 a 170 mm) ou de 80 a 100 
mesh(170 a 149 mm). 
 
Fases Estacionárias Líquidas 
 
As propriedades desejáveis de uma fase líquida imobilizada em uma coluna 
cromatográfica gás-líquido incluem a baixa volatilidade (idealmente, o ponto de 
ebulição do líquido deve ser pelo menos 100 °C maior que a temperatura máxima de 
operação da coluna); a estabilidade térmica; a inércia química e a características de 
solvente apropriadas para que os valores de k (constante de equilíbrio) e a (atividade do 
soluto na fase estacionaria e móvel) para os solutos a serem resolvidos caiam dentro de 
uma faixa adequada. 
Muitos líquidos têm sido propostos como fases estacionárias no 
desenvolvimento da cromatografia gás-líquido. Atualmente menos de uma dúzia são de 
uso comum. A escolha apropriada de uma fase estacionária é frequentemente crucial 
para o sucesso de uma separação. Existem orientações qualitativas para efetuar essa 
escolha, porém, no final, a melhor fase estacionária somente pode ser determinada de 
forma experimental no laboratório. 
O tempo de retenção para um analito na coluna depende da sua constante de 
distribuição que, por sua vez, está relacionada com a natureza química da fase 
estacionária. Para separar os vários componentes de uma amostra, suas constantes de 
distribuição devem ser suficientemente diferentes para possibilitar uma separação bem 
definida. Ao mesmo tempo, essas constantes não devem ser extremamente grandes ou 
extremamente pequenas por que: o primeiro caso leva os tempos de retenção a valores 
proibitivos e, o segundo, resulta em temposde retenção tão curtos que as separações são 
incompletas. Para se obter um tempo de residência razoável na coluna, um analito deve 
 
 
11 
 
mostrar algum grau de compatibilidade (solubilidade) com a fase estacionária. Nesse 
caso o princípio segundo o qua ―igua disso ve igua ‖ se ap ica onde ―igua ‖ refere-se 
à polaridade do analito e à do líquido imobilizado. A polaridade é o efeito de campo 
elétrico na vizinhança imediata da molécula e é medido pelo momento de dipolo das 
espécies. As fases estacionárias polares contêm grupos como —CN, —CO e —OH. As 
fases estacionárias do tipo hidrocarbonetos e os dialquil siloxanos são apolares, 
enquanto as fases de poliésteres são altamente polares. Os analitos polares incluem os 
alcoóis, ácidos e aminas; os solutos de polaridade média englobam os éteres, as cetonas 
e os aldeídos. Os hidrocarbonetos saturados são apolares. Geralmente, a polaridade da 
fase estacionária deve igualar-se à dos componentes da amostra. Quando se tem uma 
boa igualdade, a ordem de eluição é determinada pelo ponto de ebulição dos eluentes. 
 
 
A Tabela 2 lista as fases estacionárias mais empregadas em colunas recheadas e colunas 
tubulares abertas de cromatografia gasosa na ordem crescente de polaridade. Esses seis 
líquidos provavelmente podem prover separações satisfatórias para 90% ou mais das 
amostras encontradas pelos cientistas. 
 
Fonte: SKOOG, A. Douglas. Cromatografia Gasosa. In: SKOOG, Douglas A..Fundamento de Química 
Analítica. 8. ed 
 
 
Fases Estacionárias Ligadas e Com Ligações Entrecruzadas 
 
As colunas comerciais são constituídas de fases estacionárias ligadas, com 
ligações entrecruzadas, ou ambos. O propósito da ligação e do entrecruzamento é a 
obtenção de maior durabilidade da fase estacionária, que pode ser lixiviada pelo 
solvente quando o filme se torna contaminado. Com o uso, colunas não tratadas perdem 
 entamente suas fases estacionárias devido ao ―sangramento‖ no qua uma pequena 
quantidade de líquido imobilizado é arrastada para fora da coluna durante o processo de 
eluição. O sangramento é acentuado quando a coluna precisa ser lavada com um 
solvente para remover os contaminantes. A ligação química e as ligações entrecruzadas 
inibem o sangramento. A ligação envolve anexar uma camada monomolecular da fase 
estacionária à superfície de sílica da coluna por meio de uma ligação química. Para as 
colunas comerciais, a natureza da reação é uma propriedade indústria. 
 
 
 
 
 
 
 
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Selecionando a coluna 
 
Os diâmetros da coluna são normalmente 0,10 a 0,53mm e os comprimentos de 
15 a 100m, sendo comum com 30m. As colunas estreitas proporcionam maior resolução 
que as colunas mais largas, mais exigem maior pressão de operação e possuem menos 
capacidade de amostra. Colunas com diâmetro de 0,32mm ou maiores tendem a 
sobrecarregar o sistema de processamento de gases de um espectrômetro de massas, de 
forma que o fluxo de gás tem que ser dividido e somente uma fração é direcionada para 
o espectrômetro de massas. O numero de pratos teóricos, N, na coluna é proporcional ao 
seu comprimento. 
 Na equação de resolução, a resolução é proporcional a √N e, portanto, a raiz 
quadrada do comprimento da coluna. Na velocidade linear constante, aumentando-se a 
espessura do filme da fase estacionária aumentam os tempos de retenção e a capacidade 
de ƙʼmenor ou aproximado de 5. Fi mes espessos da fase estacionária podem impedir os 
analitos de chegarem à superfície da sílica e reduzem a formação de caudas nos picos, 
mas também podem aumentar o sangramento ( decomposição e evaporação) da fase 
estacionária em temperaturas elevadas. A espessura de 0,25µm é padrão, porém filmes 
mais espessos são utilizados para analitos voláteis. A escolha da fase estacionária 
 iquida baseada na regra ˝seme hante disso ve seme hante˝. As co unas apo ares são 
melhores para os solutos apolares. Colunas de polaridade intermediária são melhores 
para solutos de polaridade intermediaria, e colunas fortemente polares são melhores 
para solutos fortemente polares. 
 Com o envelhecimento da coluna, a fase estacionária se decompõe expondo os 
grupos silanol superficiais (Si-O-H), o que aumenta a cauda nos picos. A exposição ao 
oxigênio do ar em altas temperaturas, também degrada a coluna. Para reduzir a 
tendência da fase estacionária em sair da coluna em temperaturas, também degrada a 
coluna. Para reduzir a tendência da fase estacionária em sair da coluna em temperaturas 
elevadas, geralmente fazemos com que a fase estacionária se ligue (covalentemente) a 
superfície da sílica ou forme ligações covalentes cruzadas entre as moléculas da própria 
fase. Entre os sólidos usados como camada porosa de colunas capilares, a alumina 
(Al₂O₃) consegue separar hidrocarbonetos em uma cromatografia de adsorção (gás-
sólido). 
 As peneiras moleculares são materiais inorgânicos ou orgânicos com cavidades 
em sua estrutura, dentro das quais, moléculas pequenas podem entrar, sendo 
parcialmente retidas. Usando peneiras moleculares, podemos separa moléculas como, 
por exemplo, H₂,O₂,N₂,CO₂ e CH₄ umas das outras. Podemos secar gases, passando-os 
por recipientes contendo peneiras moleculares, onde a água é fortemente retida. As 
peneiras inorgânicas podem ser regeneradas (retirada de água) por aquecimento a 300°C 
sob vácuo ou sob fluxo de N₂ seco. Existem apenas algumas poucas combinações 
adequadas de diâmetro da coluna e espessura de filme. As colunas mais estreitas com 
fase estacionária mais fina produzem a maior resolução. 
 As colunas estreitas com revestimento fino são especialmente uteis para 
separações de mistura de compostos de alto ponto de ebulição, que são retidos muito 
 
 
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fortemente em colunas com filme espesso. Tempos de retenção menores proporcionam 
analises mais rápidas. Entretanto, as colunas estreitas e com revestimento fino possuem 
uma capacidade de amostra muito pequena, necessitam de detectores com alta 
sensibilidade não tem boa retenção para composto de baixo ponto de ebulição e podem 
se deteriorar devido à exposição de sítios ativos na superfície na sílica. As colunas 
estreitas com filme espesso proporcionam um bom compromisso entre a resolução e a 
capacidade de amostra. Elas podem ser usadas com maioria dos detectores (exceto 
geralmente os por condutividade térmica e por infravermelho) e com compostos de alta 
volatilidade. 
 Os tempos de retenção são maiores do que os das colunas de filme fino. As 
colunas com diâmetro com filme espesso são necessárias para o uso dos detectores por 
condutividade térmica e por infravermelho. Elas têm alta capacidade de amostra e 
podem reter compostos altamente voláteis, mas produzem uma baixa resolução e 
tempos de retenção maiores. Se uma determinada coluna é adequada para a maioria dos 
requisitos, mas não proporcionam resolução suficiente, podemos então usar uma coluna 
maior do mesmo tipo. Duplicando o comprimento da coluna, dobra o numero de pratos 
e, de acordo com a equação de resolução, aumenta a resolução em √2 vezes. Esta não é 
necessariamente a melhor forma de aumentar a resolução, pois ela dobra o tempo de 
retenção. O uso de uma coluna mais estreita aumenta a resolução sem prejudicar o 
tempo de retenção. Selecionando outra fase estacionária, muda-se completamente o 
fator de retenção, o que pode resolver os componentes de interesse. Então para uma 
melhor resolução usamos uma coluna mais longa, mais estreita e com fase estacionaria 
diferente. 
 
 
Espessura do Filme 
 
As colunas comerciais contendo fases estacionárias cujas espessuras variam de 
0,1 a 5 mm estão disponíveis. A espessura do filme afeta primariamente o caráter da 
retenção e a capacidade da coluna, quandoa fase estacionária é um líquido imobilizado, 
o coeficiente de transferência de massa é diretamente proporcional ao quadrado da 
espessura do filme sobre as partículas, e inversamente proporcional ao coeficiente de 
difusão, DE, do soluto no filme. Esses efeitos podem ser compreendidos considerando 
que ambos reduzem a frequência média na qual as moléculas do analito atingem a 
interface onde a transferência para a fase móvel pode ocorrer. Isto é, com filmes mais 
espessos, as moléculas devem, em média, deslocarem-se mais para atingir a superfície e, 
com coeficientes de difusão menores, elas se deslocam mais lentamente. O resultado é 
uma velocidade de transferência de massa lenta, ocasionando um aumento na altura de 
prato. Quando a fase estacionária é uma superfície sólida, o coeficiente de transferência 
de massa CE é diretamente proporcional ao tempo requerido para as espécies serem 
adsorvidas ou desorvidas, o que, por sua vez, é inversamente proporcional à constante 
de primeira ordem para os processos. 
 Os filmes espessos são empregados com compostos altamente voláteis, porque 
esses filmes retêm os solutos por um tempo mais longo, provendo assim maior intervalo 
de tempo para que a separação ocorra. Os filmes finos são úteis para separar as espécies 
de baixa volatilidade em um tempo razoável. Para muitas aplicações de colunas de 0,25 
 
 
14 
 
ou 0,32 mm, uma espessura de filme de 0,25 mm é recomendada. Nas colunas 
megabore, são geralmente empregados filmes de 1,0 a 1,5 mm. Atualmente colunas 
com filmes de 8,0 mm de espessura estão sendo comercializadas. 
 
 
 
 
Tabela 3 Fases estacionárias mais empregadas em colunas recheadas e colunas tubulares abertas de 
cromatografia gasosa na ordem crescente de polaridade. Fonte: SKOOG, A. Douglas. Cromatografia 
Gasosa. In: SKOOG, Douglas A..Fundamento de Química Analítica. 8. ed 
 
 
Índice de Retenção 
A Figura 4 ilustra como os tempos de retenção relativos de substâncias polares e 
apolar variam com a mudança de polaridade da fase estacionária. Na Figura 4a, 10 
compostos são eluídos praticamente de acordo com a ordem crescente de ponto de 
ebulição em uma fase estacionária apolar. O fator determinante pela retenção nesta 
coluna é a volatilidade dos solutos. Na figura 4b, a fase estacionária fortemente polar 
retém fortemente as substâncias polares. Os quatros alcanos são os primeiros a serem 
eluídos, a seguir vêm às três cetonas, e os últimos a serem eluídos são os três álcoois. A 
formação de ligações hidrogênio entre os analitos e a fase estacionária é, 
provavelmente, a interação mais forte que causa retenção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
Figura 4 Separação de o 10 compostos em colunas de 0.32mm de diâmetro x30m de comprimento, a 
70°C, com fases estacionárias de 1μm de espessura constituídas por (a) 
poli(dimetilsiloxano) apolar (b) poli(etilenoglicol) fortemente polar. Fonte: HARRIS, Daniel C Análise 
Química Quantitativa. 7. ed 
 
 
 
Programação de Temperatura e Pressão 
Na programação de temperatura de temperatura, a temperatura de uma coluna é elevada 
durante a separação para aumentar a pressão de vapor do soluto e diminuir os tempos de 
retenção dos últimos componentes serem eluídos. Numa temperatura constante de 
150
o
C, na Figura 5, os compostos mais voláteis emergem muito próximos, e os 
compostos menos voláteis talvez nem mesmo possam ser da coluna. Se a temperatura 
for aumentada de 50
o
C para 250°C, numa velocidade de 8º/min, todos os compostos são 
eluídos e a separação dos picos é razoavelmente uniforme. Devemos evitar elevações de 
temperatura até valores que provoquem a decomposição dos analitos e da fase 
estacionária. 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
Figura 5. Comparação entre a cromatografia (a) isotérmica (em temperatura constante) e (b) com 
programação de temperatura. Cada amostra contém alcanos lineares que percorreram uma coluna 
empacotada de 1,6mm de diâmetro x 6m de comprimento, contendo 3% de Apiezon L (fase líquida) sobe 
o suporte sólido VarAport 30 de 100/120 mesh, com vazão de He de 10mL/min. A sensibilidade do 
detector é 16 vezes maior em (a) do que em (b).Fonte: HARRIS, Daniel C Análise Química 
Quantitativa. 7. ed 
 
Figura 5.a 
 
Figura 5.b 
 
Muitos cromatógrafos são equipados com um controle eletrônico da pressão do 
gás de arraste. Aumentando a pressão de entrada, aumenta a vazão da fase móvel e 
diminui o tempo de retenção. Em alguns casos, a programação de pressão pode ser 
usada em vez da programação de temperatura até reduzir os tempos de retenção dos 
últimos componentes que saem da coluna. No final de uma corrida, a pressão pode ser 
então reduzida rapidamente ao seu valor inicial, permitindo uma corrida logo a seguir. 
Com isso, não perdemos tempo esperando que uma coluna quente esfrie antes da 
 
 
17 
 
próxima injeção. A técnica de pressão programada é muito útil para analitos que não 
suportam altas temperaturas. 
Gás de Araste 
A fase móvel em cromatografia gasosa é denominada gás de arraste e deve ser 
quimicamente inerte. O hélio é a fase móvel gasosa mais comum é o preferido com 
detectores de condutividade térmica porque tem condutividade térmica alta em relação 
aos vapores da maior parte dos compostos orgânicos, embora o argônio, o nitrogênio e o 
hidrogênio sejam também empregados. Esses gases estão disponíveis em cilindros 
pressurizados. Reguladores de pressão, manômetros e medidores de vazão são 
necessários para se controlar a vazão do gás. A eficiência da aparelhagem depende 
muito da manutenção de um fluxo constante de gás de arraste. 
As vazões são normalmente controladas por um regulador de pressão de dois 
estágios no cilindro do gás e algum tipo de regulador de pressão ou regulador de fluxo 
montado no cromatógrafo. As pressões de entrada situam-se na faixa de 10 a 50 psi 
(libras/polegada
2
) acima da pressão ambiente, o que produz vazões de 25 a 150 mL min
-
1
 em colunas recheadas e de 1 a 25 mL min
-1
 para as colunas capilares de tubo aberto. 
Geralmente, admite-se que as vazões serão constantes se a pressão de entrada 
permanecer constante. As vazões podem ser estabelecidas por meio de um rotâmetro 
colocado na cabeça da coluna; esse dispositivo não é tão exato como um medidor de 
bolhas simples. Normalmente, o medidor de vazão está localizado no final da coluna. 
Um filme de sabão é formado no caminho do gás quando um bulbo de borracha 
contendo uma solução aquosa de sabão ou detergente é pressionado; o tempo necessário 
para que esse filme se mova entre duas graduações em uma bureta é medido e 
convertido em vazão volumétrica. Note que as vazões e as velocidades lineares de fluxo 
são relacionadas pela equação: μ μ em que o fluxo de fase móvel é 
caracterizado pela sua vazão volumétrica, F (cm
3
 min
-1
), na saída da coluna. Para uma 
coluna de tubo aberto, F está relacionada com a velocidade linear na saída da coluna μ 
em que A é a área transversal do tubo, ou pela equação μ em que é a fração 
do volume total disponível para o líquido (porosidade da coluna). 
O gás de arraste passa através de um regulador de pressão e penetra no injetor da 
amostra, arrastando a amostra para a coluna. Os componentes da amostra são separados 
durante a passagem pela coluna e, um após outro, passam pelo detector que, por sua 
vez, envia um sinal ao registrador. Finalmente, o gás passa através de um medidor de 
vazão e é, então, liberado para a atmosfera. Quando qualquer substância diferente do 
gás de arraste passa pelo detector, este envia um sinal elétrico ao registrador, que passa 
para o papel os sinais recebidos, compondo o cromatograma. 
O hélio é o gás de arraste mais utilizado em cromatografia, sendo compatível 
com a maioria dos detectores. Para um detector de ionização de chama, o N2 permite um 
limite de detecção menor que o He. 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
Figura 6. Separaçãode dois hidrocarbonetos poliaromáticos em uma coluna capilar de parede recoberta 
usando diferentes gases de arraste. A resolução, R, aumenta e o tempo de análise diminui quando 
mudamos o gás de arraste no sentido N2, He e H2. HARRIS, Daniel C Análise Química Quantitativa. 7. 
ed 
 
 
 
Existem alguns problemas em se usar o H2. Ele pode reagir cataliticamente com 
compostos insaturados nas superfícies metálicas e não pode ser usado com um detector 
de espectrometria de massa, pois o H2 causa a dispersão do óleo da bomba de vácuo no 
detector. Entretanto, o principal motivo que faz com que hidrogênio não seja usado 
como gás de arraste, é que ele forma misturas explosivas com o ar quando a sua 
concentração é superior a 4% em volume. Vazões na cromatografia capilar são 
improváveis de criar uma concentração perigosa de H2. Geradores eletrolíticos 
comerciais produzem H2 de alta pureza e eliminam a necessidade do uso de H2 
comprimido. 
A vazão de gás através de uma coluna estreita pode ser muito baixa para o 
melhor desempenho do detector. Portanto, o gás ótimo para a separação é usado na 
coluna e o melhor gás para detecção (chamado gás complementar) é adicionado entre a 
coluna e o detector. 
As impurezas no gás de arraste degradam a fase estacionária. Devem ser usados 
gases de alta qualidade, e mesmo estes gases precisam passar por purificadores para a 
remoção de oxigênio, água e traços de compostos orgânicos antes de entrarem na 
coluna. Para as linhas de gás, devem ser usados tubos de aço ou de cobre, em vez de 
tubos de plástico ou de borracha, porque metais são menos permeáveis ao ar e não 
desprendem substâncias voláteis que podem contaminar o fluxo de gás. 
 
 
 
 
 
19 
 
 
Injeção da Amostra 
 
Existem dois sistemas para injeção de amostras; seringa e válvula. Para injeção 
de amostras gasosas a seringa uti izada deve ser do tipo denominado ―GAS TIGHT‖ 
apresentando vedação especial para gases. As válvulas são mais caras, porém 
apresentam a vantagem que permitem maior reprodutibilidade nas injeções. 
Adicionalmente são de fácil manipulação e permitem automação do sistema com 
relativa facilidade. A amostra é empurrada por uma solução saturada de cloreto de 
sódio passando pe o ‗ oop‘ da amostragem de vo ume fixo em seguida passa por uma 
válvula de seis vias indo para atmosfera. Girando-se, então, o rotor da válvula, por um 
comando do cromatógrafo o vo ume contido no ‗ oop‘ injetado na coluna. 
 Os dispositivos mais importantes envolvem a introdução de amostras líquidas 
com uma microsseringa dotada de uma agulha hipodérmica. A agulha passa através de 
um septo de borracha de silicone auto selante e coloca a amostra em um bloco de metal 
aquecido que esta na entrada da coluna. A temperatura do bloco deve ser suficiente para 
que a amostra líquida se vaporize rapidamente sem decomposição ou fracionamento. 
Uma regra prática útil é manter a entrada da amostra aproximadamente na temperatura 
de ebulição do componente menos volátil. 
A eficiência da coluna requer que a amostra seja de tamanho adequado e 
introduzido como uma zona ―estreita‖ de vapor; a inje ão enta ou de amostras muito 
volumosas causa o espalhamento das bandas e uma baixa resolução. Seringas calibradas 
são empregadas para a injeção de amostras líquidas por meio de diafragmas ou septos 
de silicone em uma porta de admissão da amostra aquecida localizada na cabeça da 
coluna. A porta de admissão da amostra ordinariamente é mantida a cerca de 50 
0
C 
acima do ponto de ebulição do componente menos volátil da amostra. Para as colunas 
analíticas recheadas normais, o tamanho da amostra pode variar de poucos décimos de 
micro litro até 20 μL. As colunas capilares necessitam de amostras menores por um 
fator de 100 ou maior. Um divisor de amostra é frequentemente necessário com colunas 
capilares para desviar para a coluna uma pequena fração conhecida (1:100 a 1:500) do 
volume injetado, enviando o restante para o descarte. 
O revestimento do vidro é lentamente contaminado por resíduos de 
decomposição das amostras e por constituintes não-voláteis, e deve ser substituído 
periodicamente. Para a injeção sem divisão de fluxo, o revestimento do vidro é apenas 
um tubo reto, sem a câmara de mistura. Para amostras contaminadas, usa-se a injeção 
com divisão de fluxo e um material adsorvente pode ser colocado dentro do 
revestimento de vidro para adsorver os componentes indesejáveis da amostra. 
 
Injeção com Divisão de Fluxo 
 
Se os analitos de interesse constituem >0,1 % da amostra, é preferível, 
normalmente, utilizar-se injeção com divisão de fluxo. Para trabalhos da alta resolução, 
os melhores resultados são obtidos com a menor quantidade de amostra (≤ 1 μL) que 
pode ser detectada adequadamente — contendo de preferência ≤ 1 ng de cada 
componente. Uma injeção completa contém muito material para uma coluna de 0,32 
mm de diâmetro ou menos. Uma injeção com divisão de fluxo apenas 0,2-2% da 
amostra para a coluna. Na Figura 7, a amostra é injetada rapidamente (< 1 s) através do 
septo dentro da zona de evaporação. A temperatura do injetor é mantida (por exemplo, 
350°C) para promover uma evaporação rápida. Um fluxo potente de gás de araste 
empurra a amostra através da câmara de mistura, onde ocorre a vaporização completa e 
 
 
20 
 
uma boa mistura. No ponto de divisão, uma pequena fração do vapor entra na coluna 
cromatográfica, mas a maior parte passa através da válvula de agulha 2 para a saída de 
rejeito. O regulador de pressão faz com que a válvula de agulha 2 controle a fração de 
amostra descartada. A proporção da amostra que não chega na coluna é chamada razão 
de divisão e normalmente se situa numa faixa de 50:1 a 600:1. Após a amostra ter sido 
completamente eluída da entrada de injeção (~30 s), a válvula de agulha 2 é fechada e o 
fluxo de gás de arraste na entrada é correspondentemente reduzido . Análises 
quantitativas executadas no modo de injeção com divisão de fluxo podem ser 
inacuradas, pois a razão de divisão do fluxo não é reproduzida com precisão a cada 
corrida cromatográfica. 
Uma injeção de 1,0 μL de líquido produz, aproximadamente, 0,5 mL de volume 
de gás, que pode preencher a região revestida de vidro. Algum vapor pode escapar de 
direção do septo. Componentes com pontos de ebulição menores evaporam primeiro e 
são mais fáceis de retomarem que os componentes com pontos de ebulição maiores. A 
temperatura da entrada de injeção deve ser suficientemente alta para minimizar esse 
fracionamento da amostra. Entretanto, se a temperatura do injetor for muito alta, pode 
ocorrer decomposição da amostra. 
 
Figura 7 Entrada de injeção para o modo com divisão de fluxo em uma coluna capilar. HARRIS, Daniel 
C Análise Química Quantitativa. 7. ed 
 
 
 
Injeção sem Divisão de Fluxo 
 
Para a análise de traços, que constituem menos do que 0,01% da amostra, a 
injeção sem divisão de fluxo é apropriada. É usada a mesma entrada de injeção 
mostrada na Figura 7. Um grande volume (~2 μL) de solução diluída em solvente de 
baixo ponto de ebulição é injetado lentamente (~2s), para dentro da região de admissão, 
com a saída de divisão fechada. É mantido um pequeno fluxo para purga do septo 
durante a injeção e a cromatografia para remover quaisquer vapores que escapem da 
região de admissão. A temperatura do injetor para a injeção sem divisão de fluxo é 
menor (~220°C) do que para a injeção com divisão, pois a amostra permanece mais 
tempo na entrada. O tempo de residência da amostra na região revestida de vidro é de 
~1min, pois o gás de arraste passa através da região de admissão na vazão da coluna, 
 
 
21 
 
que é ~1mL/min. Na injeção sem divisão de fluxo, ~80% da amostra é aplicada na 
coluna, e ocorre um pequeno fracionamento durante a injeção. 
 
Figura 8. Condições de injeção típicas para os modos de injeção com divisão de fluxo, injeção sem 
divisão de fluxo e injeção direta em umacoluna capilar. Fonte: HARRIS, Daniel C Análise Química 
Quantitativa. 7. ed 
 
 
 
 
 
A temperatura inicial da coluna é ajustada em 40°C abaixo do ponto de ebulição 
do solvente, que, portanto, condensa no início da coluna. À medida que os solutos 
alcançam lentamente a proporção solvente condensado, eles são aprisionados no 
solvente numa banda estreita no início da coluna. Esse aprisionamento pelo solvente 
produz picos cromatográficos finos. Sem o aprisionamento pelo solvente, as bandas não 
poderiam ser mais finas que o tempo de injeção de 1 min. A cromatografia é iniciada 
pela elevação da temperatura da coluna para evaporar o solvente aprisionado na cabeça 
da coluna. 
Uma maneira alternativa de condensar os solutos em uma banda estreita no 
início da coluna é conhecida como aprisionamento a frio. Neste caso, a temperatura 
inicial da coluna é mantida a 150ºC abaixo dos pontos de ebulição dos solutos de 
interesse. O solvente e os componentes de baixo ponto de ebulição são eluídos 
rapidamente, porém os solutos de ponto de ebulição elevado permanecem em uma 
banda estreita. A coluna é então rapidamente aquecida para iniciar a cromatografia dos 
solutos de ponto de ebulição elevado. Para os solutos de baixo ponto de ebulição é 
necessária uma focalização criogênica. Neste caso, a temperatura inicial da coluna é 
diminuída abaixo da temperatura ambiente. 
A figura 8 apresenta os efeitos dos parâmetros operacionais nas injeções com e 
sem divisão de fluxo. O experimento A é uma injeção com divisão de fluxo padrão 
usando um escoamento potente através da saída de divisão da Figura 7. A coluna foi 
mantida a uma temperatura constante de 75°C. A região de admissão foi purgada 
rapidamente pelo gás de arraste, e os picos são muitos finos. O experimento B mostra a 
mesma amostra injetada nas mesmas condições, exceto a saída de divisão estava 
fechada. Em seguida, a região de admissão foi purga da lentamente a amostra foi 
injetada na coluna por um longo tempo. Neste caso, os picos são largos e tendem a 
 
 
22 
 
formar caudas devido ao fato de que uma nova quantidade de gás de arraste se mistura 
continuamente com o vapor no injetor, tornando-o cada vez mais diluído, mas nunca 
removendo completamente a amostra do injetor. As áreas dos picos em B são muito 
maiores do que as de A, pois toda amostra injetada alcança a coluna em B, enquanto 
somente uma pequena fração de amostra atinge a coluna em A. 
O experimento C é o mesmo que B, mas a saída de divisão foi aberta após 30 s 
para purgar rapidamente todos os vapores presentes na região de admissão. As bandas 
no cromatograma C seriam semelhantes às de B, mas as bandas são truncadas após 30 s. 
O experimento D foi o mesmo que C, exceto que a coluna foi resfriada inicialmente a 
25°C para aprisionar o solvente e os solutos no início da coluna. Esta é a condição 
correta para injeção sem divisão de fluxo. Os picos dos solutos são finos porque os 
solutos foram aplicados na coluna em uma banda estreita do solvente aprisionado. A 
resposta do detector em D é diferente de A-C. As áreas reais dos picos em D são 
maiores do que em A, pois a maior parte da amostra é aplicada na coluna em D e 
somente uma pequena fração da amostra é aplicada na coluna em A. Para tornarmos o 
experimento D uma injeção sem divisão de fluxo correta, deve-se diluir bastante a 
amostra. 
 
Figura 9. Injeções com divisão de fluxo de uma solução. Fonte: HARRIS, Daniel C Análise Química 
Quantitativa. 7. ed 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
Injeção Direta na Coluna 
 
O método mais geral de introduzir a amostra em uma coluna capilar é o método 
de injeção direta na coluna (direct on-column methody), que é normalmente empregado 
em sistemas empacotados. Dois problemas têm de ser resolvidos. O primeiro é que a 
massa total de material que uma coluna capilar de 0,25 mm pode operar sem saturação é 
da ordem de 20 ng por componente, isto é, 0,05 μ de líquido puro. O segundo é que o 
dispositivo de introdução da amostra na coluna, isto é, a agulha da seringa, deve ser 
menor do que o diâmetro interno da coluna (0,25 μm). 
Existem seringas especiais capazes de operar estes volumes pequenos. A agulha 
é um tubo capilar curto de quartzo cujo diâmetro é menor do que o diâmetro interno da 
coluna do cromatógrafo. Ela não pode ser usada com os septos dos filtros de entrada 
normais porque a agulha não pode passar pelo disco de borracha sem quebrar. 
Injetores pneumáticos especiais foram desenvolvidos para permitir a entrada da 
agulha diretamente na cabeça da coluna sem perturbar o fluxo de gás de arraste. Em 
algumas versões, estes injetores sem septo podem ser resfriados para que a amostra não 
seja submetida às tensões térmicas excessivas e à discriminação dos injetores comuns, 
mas, como os volumes e concentrações que podem ser utilizados são relativamente 
restritos, sua aceitação é lenta. 
No caso do uso da cromatografia com fase gasosa em compostos de massa 
molecular elevada existe o problema importante da pouca volatilidade da amostra. Esta 
dificuldade pode ser resolvida quebrando-se as moléculas em fragmentos menores e 
mais voláteis que são, então, analisados. 
Cromatografia Gasosa com Pirólise (CGP) 
 
A cromatografia gasosa com pirólise é uma técnica em que uma amostra pouco 
volátil é pirolisada em condições rigorosamente controladas, usualmente na ausência de 
oxigênio, e os produtos da decomposição são separados na coluna de um cromatógrafo 
a gás. O cromatograma, nesse caso é chamado de pirograma, resultante é usado para a 
análise qualitativa e quantitativa da amostra. Se a amostra for muito complexa, a 
identificação completa dos fragmentos de pirólise pode não ser possível e o pirograma, 
nestes casos, é usado pra caracterizar a amostra. A cromatografia gasosa com pirólise 
tem sido aplicada a muitos tipos de amostras, mas seu uso principal é na análise de 
polímeros sintéticos e naturais. Os vários sistemas de cromatografia com pirolise podem 
ser classificados, em geral, em dois tipos distintos: 
1. Reatores no Modo Estático (fornos) que incluem, tipicamente, um tubo de 
quartzo e um forno de combustão. As amostras sólidas são colocadas no tubo e o 
sistema é fechado. O tubo é colocado no forno e a amostra é aquecida ate a 
temperatura de pirólise. Neste tipo de sistema de pirólise, o tempo necessário 
para atingir a temperatura desejada (até 30 segundos) é muito maior do que na 
pirólise dinâmica e o resultado é o aparecimento de produtos de reações 
secundarias. Por outro lado, no modo estático os sistemas têm capacidade de 
operar maiores quantidades de amostra, o que é uma grande vantagem. 
2. Reatores no Modo Dinâmico (de filamento) em que a amostra é colocada na 
ponta de um filamento ou fio metálico (geralmente fios de platina ou níquel – 
cromo) que é selado em uma câmera de reação. Na cromatografia gasosa com 
pirólise, a reação ocorre usualmente na câmara de entrada do cromatógrafo. 
Deixa-se passar o gás de arraste e aplica-se ao filamento uma corrente elétrica 
 
 
24 
 
continua que aquece rapidamente a amostra até a temperatura de pirólise. 
Quando a amostra se decompõe, os produtos de pirólise são arrastados para uma 
área mais fria, antes de penetrar na coluna de CG. Este arranjo reduz a 
possibilidade de reações secundárias. 
 
A pirólise, feita antes da cromatografia gasosa acoplada a espectroscopia de 
massas é um método de analisar certas substancias que não podem ser cromatografadas 
por métodos convencionais. 
Na análise de substancias muitos voláteis em solução ou em matrizes sólido-
líquido (etanol em amostra de sangue por exemplo) por cromatografia em fase gasosa é, 
as vezes, desejável usar o procedimento conhecido como análise do espaço confinado. 
A amostra, colocada usualmente em um frasco selado, é aquecida até uma temperatura 
fixa e entra em equilíbrio com a atmosfera com a qual esta em contato. Isso cria um 
espaço confinado(headspace), que é amostrado da maneira convencional e injetado 
diretamente no CG com seringa de gás. 
 
 
Sistemas de Detecção 
 
O detector é um dispositivo que indica e quantifica os componentes separados 
pela coluna. A função do detector, situado na saída da coluna, é registrar e medir as 
pequenas quantidades dos componentes da mistura separados na coluna e levados pelo 
fluxo do gás de arraste. O sinal de saída do detector alimenta um dispositivo que produz 
um gráfico denominado cromatograma. A escolha do detector depende de fatores como 
o nível de concentração e a natureza dos componentes da mistura. 
 Um grande número de detectores tem sido descritos e usados em CG. Existem, 
entretanto, algumas características básicas comuns para descrever seu desempenho: 
 Seletividade: Alguns detectores apresentam resposta para qualquer substância 
diferente do gás de arraste que passe por ele. Estes são os chamados detectores 
universais. Por outro lado, existem detectores que respondem somente a 
compostos que contenham um determinado elemento químico em sua estrutura, 
que são os detectores específicos. Entre estes dois extremos, alguns detectores 
respondem a certas classes de compostos (detectores seletivos). 
 Ruído: São os desvios e oscilações na linha de base (sinal do detector quando só 
passa o gás de arraste). Pode ser causado por problemas eletrônicos, impurezas e 
sujeiras nos gases e no detector, etc. Por melhor que seja o funcionamento do 
sistema, sempre existe ruído. 
 Tipo de Resposta: Alguns detectores apresentam um sinal que é proporcional à 
concentração do soluto no gás de arraste; em outros, o sinal é proporcional à 
taxa de entrada de massa do soluto no detector. Isto depende do mecanismo de 
funcionamento de cada detector. 
 Quantidade Mínima Detectável (QMD): É a quantidade de amostra mínima 
para gerar um sinal duas vezes mais intenso que o ruído. É uma característica 
intrínseca do detector. Quanto menor a QMD, mais sensível é o detector. 
 Fator de Resposta: É a intensidade de sinal gerado por uma determinada massa 
de soluto, que depende do detector e do composto estudado. Pode ser 
visualizado como a inclinação da reta que correlaciona o sinal com a massa de 
um soluto (curva de calibração). Quanto maior o fator de resposta, mais 
confiável a análise quantitativa. 
 
 
25 
 
 Faixa Linear Dinâmica: É a razão entre a menor e a maior massa entre as quais 
o fator de resposta de um detector para um soluto é constante, isto é, onde a 
curva de calibração é linear. 
 Sensibilidade: definida usualmente como sendo a resposta do detector (mV) por 
unidade de concentração do analito (mg. ml
-1
 ). Ela esta intimamente relacionada 
com o limite de detecção porque a alta sensibilidade corresponde 
frequentemente a um baixo limite de detecção. Como, porém, o limite de 
detecção é definido geralmente como quantidade de analito que produz um sinal 
igual a duas vezes o ruído da linha da base, o limite de detecção aumenta quando 
o detector produz ruído excessivo. A sensibilidade também determina a 
inclinação do gráfico de calibração e, portanto, influencia a precisão da análise. 
 Linearidade: a faixa de resposta de um detector refere-se a faixa de 
concentração na qual o sinal do detector é diretamente proporcional à quantidade 
de analito. A linearidade da resposta do detector acarreta a linearidade do gráfico 
de calibração, que pode, assim, ser traçado com mais precisão. Se a curva de 
calibração é convexa, a precisão é menor do lado das concentrações mais 
elevadas, onde a inclinação da curva é menor. Uma grande faixa linear de 
resposta é uma vantagem importante, mas detectores com faixas lineares de 
resposta relativamente pequenas também podem ser usados. É necessário, neste 
caso, calibrar constantemente o detector em faixas diferentes de concentração do 
analito. 
 Estabilidade: uma característica importante dos detectores é a constância do 
sinal de saída com o tempo, supondo constante o potencial de entrada. A falta de 
estabilidade limita a sensibilidade do detector e pode ser observada de duas 
maneiras: ruído da linha da base e arrasto da linha da base. O ruído da linha da 
base pode ser consequência da rápida variação aleatória do sinal de saída e torna 
difícil a medida de pequenos picos que se confundem com linha de base. O 
arrasto da linha de base é uma lenta variação sistemática do sinal de saída que 
produz uma linha de base inclinada que, em certos casos, chega a sair da escala 
durante a análise. O arrasto é, muitas vezes, devido a fatores que não dependem 
do detector, mas podem ser controladas, como mudanças de temperatura ou 
sangramento da coluna, enquanto o ruído, devido a maus contatos no detector, 
impõe restrições mais fundamentais no desempenho. 
 
Tabela 4. Detectores mais utilizados em Cromatografia Gasosa. Fonte: SKOOG, A. Douglas. 
Cromatografia Gasosa. In: SKOOG, Douglas A..Fundamento de Química Analítica. 8. ed 
 
 
O detector ideal para a cromatografia gasosa apresenta as seguintes 
características: 
 
 
26 
 
1. Sensibilidade adequada. Em geral, as sensibilidades nos detectores atuais situam-se 
na faixa de 10–8 a 10–15 g do soluto/s. 
2. Boa estabilidade e reprodutibilidade. 
3. Resposta linear aos solutos que se estenda a várias ordens de grandeza. 
4. Faixa de temperatura desde a ambiente até pelo menos 400 oC. 
5. Um tempo de resposta curto e independente da vazão. 
6. Uma alta confiabilidade e facilidade de uso. O detector deve, na medida do possível, 
tolerar a ação de operadores inexperientes. 
7. Similaridade de resposta a todos os solutos ou, alternativamente, uma resposta 
altamente previsível e seletiva a uma ou mais classes de solutos. 
8. Não deve destruir a amostra. 
Os detectores podem fazer tanto análises qualitativas e quantitativas. Paras as 
análises qualitativas existem dois tipos de detectores: o Espectrômetro de Massa e o 
Espectrômetro de infravermelho de Fourier. O pico de um cromatograma pode 
ser identificado comparando-se o seu espectro com os espectros presentes em um banco 
de dados presentes em um programa computacional. Íons de quantificação são usados 
para análises quantitativas; íons de confirmação são usados para análises qualitativas. 
Exemplo: É esperado um íon de confirmação de 65% tão abundante quanto o íon de 
quantificação, se não for o composto esperado na analise então a identificação foi feita 
erroneamente. 
 Outro método para identificar o pico é, comparar seu tempo de retenção com o 
de uma amostra autêntica do composto que se suspeita estar presente na amostra 
desconhecida. A Co-Cromatografia é a forma mais confiável de avaliarmos os tempos 
de retenção se o composto identificado for idêntico ao da amostra desconhecida, então a 
área relativa daquele pico aumentará. O resultado se torna mais seguro se for feito com 
colunas com fases estacionarias diferentes. 
Detectores quantitativos 
Fundamenta-se na área de um pico cromatográfico. Na área de concentração de 
resposta linear, a área de um pico é proporcional á aquela quantidade do componente 
daquele pico. 
Resposta linear: Significa que a área do pico é proporcional à concentração do 
analito. Para picos muito finos, a altura dos picos é utilizada em vez de sua área. 
 A fórmula abaixo é utilizada para análises 
quantitativas com padrão interno: 
 Ax /[X]= F(As/[S]) 
Ax= área do sinal do analito. 
As= área do padrão interno. 
[X]= concentração do analito. 
[S]= concentração do padrão. 
F= fator de resposta. 
 
 
27 
 
O pico pode se medido na maioria dos casos por programas de computadores. 
Mas é necessário critério para traçar as linhas base abaixo dos picos e decidir onde 
medir a área. Se a área do pico for medida a mão e o pico tiver uma forma gaussiana, 
então: Área do pico gaussiano = 1,64 x altura do pico W1/2, onde W1/2 = largura da meia 
altura da curva gaussiana. É sempre feitaadicionando-se à amostra desconhecida em 
uma quantidade conhecida de padrão interno. Após medir o fator de resposta, com 
misturas-padrão, que são usadas para medir quantidades do analito na amostra 
desconhecida. 
Detector de Condutividade Térmica 
 Estes detectores são os mais utilizados em cromatografia gasosa, pois 
simplesmente são simples de se trabalhar e universais, eles respondem a todo analito, 
mas não é simplesmente sensível para detectar quantidades diminutas do analito eluído 
de colunas com menos de 0,53mm de diâmetro. São utilizados em colunas com 0,53mm 
de diâmetro e em colunas empacotadas. 
 A condutividade térmica mede a capacidade de uma substancia em transportar 
calor de uma região quente para uma região mais fria. O hélio é o gás de arraste mais 
utilizado no caso de um detector de condutividade térmica e tem a segunda maior 
condutividade térmica entre os gases conhecidos depois somente do gás hidrogênio (H2) 
de forma que qualquer analito que se misture com o He diminui a condutividade térmica 
do fluxo gasoso. 
No detector, o eluato de uma coluna cromatográfica passa por um filamento de 
Tungstênio-Rênio aquecido. Quando o analito emerge da coluna, a condutividade do 
fluxo gasoso diminui, o filamento torna-se mais quente sua resistência elétrica aumenta 
e varia a diferença de potencial. É comum dividirmos o gás de arraste em dois fluxos 
um através da coluna analítica e outro através da coluna de referência. Cada fluxo passa 
por um filamento diferente ou por um mesmo filamento alternadamente. A resistência 
do filamento da amostra é medida em relação do filamento referencia. A coluna de 
referência diminui as diferenças de fluxos quando a temperatura varia. A sensibilidade 
aumenta com o quadrado da corrente do filamento. A corrente máxima reconhecida não 
deve ser ultrapassada a fim de evitar a queima do filamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
Figura 10. Detector de condutividade térmica. Fonte: SKOOG, A. Douglas. Cromatografia 
Gasosa. In: SKOOG, Douglas A..Fundamento de Química Analítica. 8. ed
 
 A sensibilidade de um detector de condutividade térmica é inversamente 
proporcional à vazão, ele é mais sensível em uma razão menor. A sensibilidade aumenta 
com o aumento das diferenças de temperaturas entre o filamento e o bloco vizinho. O 
bloco deve ser mantido na menor temperatura possível, que garanta a permanência de 
todos os solutos no estado gasoso. 
 Detector de Ionização de Chama 
 O eluato é queimado em uma mistura de H2 e ar. Os átomos de carbono (excetos 
aqueles provenientes de carbonilas e carboxílicas) produzem radicais CH, que formam 
íons CHO
+
 + e
-
. Apenas 1,0 em 10
5 
 átomos de carbono produzem estes íons, mas a 
produção é proporcional ao número de carbono suscetíveis que entram na chama. Na 
ausência do analito aproximadamente 10
-14
A fluem entre a extremidade do queimador e 
coletor que é mantido de +200 V a 300 V em relação à extremidade do queimador. 
 Os analitos eluídos produzem uma corrente de ≈10-12A, é convertido em 
diferencial de potencial, amplificada, filtrada para remoção de ruídos de alta frequência, 
convertida em um sinal digital. A resposta ao composto orgânico é diretamente 
proporcional à massa do soluto em cerca de sete ordens de grandeza. 
 
 
29 
 
 O imite de detec ão e ≈100 vezes menor que o do detector de condutividade 
térmica e é reduzida em 50% quando N2 em vez de He como gás de arraste. O detector 
de ionização de chama é suficiente sensível para o uso em coluna capilar de 
cromatografia a gás com pequeno diâmetro interno. 
 É sensível a hidrocarboneto e não apresenta sensibilidade nenhuma a substancia 
que não sejam ou reagem com hidrocarbonetos. 
 Detector de Captura de Elétrons 
 São extremamente sensíveis a moléculas que contenha halogênios, carbonilas 
conjugadas, nitrilas, nitro compostos e compostos organometálicos, mas é relativamente 
insensível a hidrocarbonetos, álcoois e cetonas. O gás de arraste é N2 ou 85% de metano 
(CH4) em Argônio (Ar). A umidade juntamente com temperatura, a 
eletronegatividade das espécies, a presença de outras espécies e a energia dos elétrons 
diminuem a sensibilidade do detector. O gás que entra é ionizado por elétrons de alta 
energia (raios β) emitida por uma âmpada que contem o isótopo radioativo 65Ni 
(Níquel). Esses elétrons são atraídos por um ânodo produzindo uma pequena corrente 
estável. Quando as moléculas do analito com alta afinidade por elétrons entram no 
detector gera uma resposta, variando assim a frequência do pulso do potencial elétrico 
entre o ânodo e o cátodo, eles são altamente sensíveis a captura de elétrons. 
 Uma das aplicações do uso do Detector de Captura de Elétrons, foi no uso de 
medição de compostos halogênados nos gases presentes no efeito estufa. 
Figura 11. Esquema de (a) uma cela de um detector de condutividade térmica e (b) de um arranjo de duas 
celas de detecção da amostra e duas celas de referência. Fonte: SKOOG, A. Douglas. Cromatografia 
Gasosa. In: SKOOG, Douglas A..Fundamento de Química Analítica. 8. ed 
 
 
 
30 
 
 
 
 
INTERFACE DA CROMATOGRAFIA GASOSA COM MÉTODOS 
ESPECTROSCÓPICOS 
 
 A cromatografia gasosa frequentemente esta acoplada a técnicas seletivas 
de espectroscopia e eletroquímica, gerando assim os chamados métodos hifenados que 
dão ao químico e ao profissional em biotecnologia ferramentas para a identificação de 
componentes de misturas complexas. 
 Nos primeiros métodos hifenados, os eluídos das colunas 
cromatográficas eram coletados em frações separadas em recipientes criogênicos depois 
de serem detectados por um sistema não destrutivo e não seletivo. A composição de 
cada fração era, então, investigada por espectroscopia de massa, infravermelho ou 
ressonância magnética nuclear ou por medidas eletroanalíticas. Uma limitação séria 
dessa abordagem era a quantidade muito pequena de soluto contida em uma fração. 
Apesar disso, o procedimento geral mostrou ser útil na análise qualitativa de muitas 
misturas multicomponentes. 
 
 
Cromatografia Gasosa Acoplada à Espectrometria de Massas 
 
Espectrometria de Massas: Um dos detectores mais poderosos para a 
cromatografia gasosa é o espectrômetro de massas. A combinação da cromatografia a 
gás e a espectrometria de massas é conhecida como CG-MS (do português, 
cromatografia gasosa e do inglês mass spectrometry). Um espectrômetro de massas 
mede a razão massa/carga (m/z) de íons que são produzidos pela amostra. A maioria dos 
íons produzidos apresenta uma carga unitária (z = 1), de forma que a maioria dos 
espectrometristas de massas refere-se à medida de massa dos íons quando, na verdade, a 
razão massa/carga é que é medida. A espectroscopia de massas é uma técnica de 
ionização e fragmentação de moléculas que são, depois, separadas em fase gasosa para 
obter um espectro. Como maior parte dos íons adquire carga unitária, o espectrômetro 
seleciona, na prática, as massas e em teoria, permite a identificação do composto 
original. Além de fornecer os pesos atômicos e moleculares, a técnica dá informações 
estruturais e permite estudo da cinética e do mecanismo de reações além da análise de 
misturas. 
 Figura12. Diagrama esquemático de um espectrômetro de massas. 
 
 
 
 
31 
 
 
Figura 13.Diagrama de blocos um espectrômetro de massas. Fonte: SKOOG, A. Douglas. 
Cromatografia Gasosa. In: SKOOG, Douglas A..Fundamento de Química Analítica. 8. ed 
 
A combinação da cromatografia gasosa com a espectrometria de massas é 
relativamente simples, uma vez que as características de funcionamento do 
cromatógrafo a gás são suficientemente compatíveis com a necessidade de alto vácuo do 
espectrômetro de massas que, permite a conversão da maior parte das moléculas em 
íons, em fase gás, com tempo de vida suficientemente longo para permitir sua medida. 
Quando são utilizadas colunas capilares em um cromatógrafo é possívelconectar a saída da coluna diretamente à fonte do espectrômetro, uma vez que, em 
condições normais de operação, o sistema de bombeamento do espectrômetro de massas 
é capaz de captar todo o eluente da coluna. Quando são utilizadas colunas recheadas, a 
vazão do eluente deve ser reduzida antes da sua entrada na fonte de ionização do 
espectrômetro. Para isto, podem ser utilizados divisores de fluxo, mas seu desempenho 
não é tão satisfatório, uma vez que podem gerar perdas na detectabilidade. O 
interfaceamento, neste caso, pode ser feito por meio de um separador de jato, que é 
constituído por dois capilares alinhados e separados por uma distância de cerca de 1 
mm, tendo vácuo estabelecido entre eles por meio de uma bomba. Desta maneira, 
quando o eluente da coluna atravessa o primeiro capilar, grande parte do gás carregador 
(geralmente He), que possui baixa massa atômica, é bombeado para fora dos capilares, 
enquanto as moléculas de analito (com maior massa) mantêm-se em fluxo linear e 
penetram no segundo capilar que as direciona para a fonte de íons do espectrômetro de 
massas. 
Figura14. Esquema de um instrumento CG/MS. Fonte: SKOOG, A. Douglas. Cromatografia 
Gasosa. In: SKOOG, Douglas A..Fundamento de Química Analítica. 8. ed 
 
 
 
32 
 
Os métodos de ionização mais empregados em CG-MS são ionização por 
impacto de e trons (―e ectron ionization‖) - IE e a ioniza ão química (―chemica 
ionization‖) - IQ. 
Na ionização por impacto de elétrons, as moléculas da amostra, vindas do 
sistema cromatográfico, entram na fonte de íons e são ionizadas pela colisão com os 
elétrons gerados num filamento de tungstênio ou rênio. Essa colisão leva à 
fragmentação e ionização das moléculas da amostra. Na IE o analito de interesse, em 
fase gasosa, é bombardeado com elétrons de alta energia (geralmente 70 eV). As 
moléculas do analito absorvem esta energia desencadeando vários processos, dentre os 
quais o mais simples é aquele em que o analito é ionizado pela remoção de um único 
elétron (M+). Este processo requer tipicamente 10 eV e o restante da energia gera 
fragmentação dos analitos. Isto consiste em um dos maiores problemas encontrados na 
aplicação de IE, pois a fragmentação rápida pode conduzir a não observação do íon 
molecular no espectro, perdendo-se, portanto, uma das mais importantes informações 
analíticas oferecidas pela EM. 
 
Figura15. Esquema de ionização por impacto de elétrons. 
 
 
 
 
Figura16.Fonte de íons com ionização por impacto de elétrons. 
 
 
 
 
A ionização química é a técnica que foi desenvolvida especialmente para 
aumentar a produção do íon molecular e reduzir as fragmentações associadas à 
ionização por impacto de elétrons. Nesta técnica, as moléculas do analito, em fase 
gasosa, são introduzidas na câmara de ionização do espectrômetro de massas, que 
contém um gás reagente. Esta mistura (moléculas do analito + gás reagente) é 
 
 
33 
 
bombardeada com elétrons, assim como na IE. Mas, como o gás reagente está em 
excesso em relação ao analito (geralmente em proporção maior que 1000:1), ele é 
ionizado quase que exclusivamente e passam a ocorrer reações entre os íons em fase 
gasosa do gás reagente e as moléculas neutras do analito, dando origem aos íons 
pseudomoleculares do analito [M+H]
+
. Por este processo ser relativamente de baixa 
energia, quase não é observado fragmentação. 
A CG-MS é aplicável a compostos voláteis e termicamente estáveis nas 
temperaturas relativamente elevadas empregadas durante o processo de separação 
cromatográfica. Estes requisitos são semelhantes àqueles necessários para que 
compostos sejam ionizados por meio de IE e IQ. 
As moléculas da amostra entram no espectrômetro de massas pelo sistema de 
entrada. No caso de um CG, a amostra está na forma de vapor e a entrada deve ser inter 
faceada entre a pressão atmosférica do sistema de CG e a baixa pressão (10
–5
 a 10
–8
) do 
sistema do espectrômetro de massas. Um sistema complexo de vácuo é necessário para 
manter a pressão baixa. No espectrômetro de massas, as moléculas da amostra entram 
em uma fonte de ionização que ioniza a amostra. As fontes de ionização para a 
espectrometria de massas moleculares são energéticas o suficiente para quebrar as 
ligações químicas das moléculas da amostra, mas não suficientemente energéticas para 
decompor as moléculas da amostra em seus átomos constituintes, assim como acontece 
em espectrometria atômica 
As fontes de ionização em CG/MS produzem fragmentos, os quais podem 
também ser ionizados. Portanto, os íons das moléculas da amostra, denominados íons 
moleculares, íons de fragmentos e moléculas não-ionizadas, saem da fonte de ionização. 
As moléculas não carregadas e os fragmentos são normalmente extraídos da fonte de 
íons através de bombas de vácuo empregadas para produzir o ambiente de baixa 
pressão. A próxima seção do espectrômetro de massas é o estágio analisador. O 
analisador serve para selecionar os íons de acordo com seus valores m/z, assim como na 
espectrometria de massas atômicas. Os íons separados são então detectados e um 
gráfico contendo a intensidade do sinal gerado pelo íon versus m/z é produzido pelo 
sistema de dados. 
 
Sistemas de Entrada: Além das entradas de CG, as amostras podem ser 
introduzidas em um espectrômetro de massas moleculares de diversas formas. Os 
sólidos podem ser colocados na ponta de um bastão, inseridos na câmara de vácuo e 
evaporados ou sublimados por aquecimento. Os líquidos podem ser introduzidos através 
de entradas com fluxo controlado ou podem ser desorvidos de uma superfície sobre a 
qual foram colocados, formando um filme fino. Geralmente, as amostras para 
espectrometria de massas devem ser puras porque a fragmentação que ocorre leva a uma 
interpretação muito difícil de espectros de misturas. A cromatografia gasosa constitui 
uma forma ideal de introduzir misturas, pois os seus componentes são separados pela 
CG antes da sua introdução no espectrômetro de massas. 
 
Fontes de Ionização: Muitos tipos diferentes de fontes de ionização estão 
disponíveis para a espectrometria de massas moleculares. Uma das mais comuns é 
aquela de impacto de elétrons (IE). Nessa fonte, as moléculas são bombardeadas com 
um feixe de elétrons de alta energia. Isso produz íons positivos, íons negativos e 
espécies neutras. Os íons positivos são dirigidos para o analisador por repulsão 
eletrostática. Em IE, o feixe de elétrons é tão energético que muitos fragmentos são 
produzidos. Esses fragmentos, contudo, são muito úteis na identificação das espécies 
 
 
34 
 
moleculares que entram no espectrômetro de massas. Somente o impacto de elétrons e a 
ionização química são empregados junto à CG-MS. 
 
Analisadores: Os analisadores de massa separam os íons de acordo com os 
valores de m/z. Os analisadores mais comuns para CG-MS são os filtros de massa tipo 
quadrupolo e os que empregam armadilha de íons (ion trap). Os espectrômetros de 
massas de alta resolução utilizam o analisador de duplo foco, o analisador de 
ressonância ciclotrônica ou o analisador de tempo de vôo. 
A figura mostra os analisadores de massas mais comuns para espectrometria de 
massas e em destaque os utilizados mais frequentemente em CG/MS. 
 
Tabela 5. Analisadores de massas comuns em espectrometria de massas. Fonte: SKOOG, A. 
Douglas. Cromatografia Gasosa. In: SKOOG, Douglas A..Fundamento de Química Analítica. 8. ed 
 
Quadrupolo 
O quadrupolo é constituído de quatro hastes. Os pares opostos das hastes estão 
conectados eletricamente e uma voltagem com radiofreqüência de 180º fora de fase é 
aplicada entre eles. Em um valor específico de voltagem, íons de uma determinada 
razão m/z atravessam o quadrupolo descrevendo uma trajetória estável. O filtro de 
quadrupolo é muito menor e mais robusto do que o instrumento de setor magnético, é 
mais fácil de construir e é mais barato. O instrumento é feito com quatro cilindros