ANÁLISE QUÍMICA INSTRUMENTAL

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SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO PARÁ – IFPA.
COORDENAÇÃO DO CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA
Trabalho apresentado à disciplina análise químico instrumental da turma C867NB do curso de Licenciatura plena em química como requisito para obtenção de nota parcial do 2° bimestral.
Professor: Rogilson Nazaré da Silva Porfirio
DISCENTES: Eduardo Silva Nascimento N°20180864201
BELÉM – PARÁ
Dezembro - 2022
INTRODUÇÃO
 As técnicas analíticas instrumentais têm-se destacado sobremaneira nos últimos anos pelos avanços tecnológicos, tanto na montagem de sistemas analíticos mais robustos e de menor tamanho, quanto no desenvolvimento de softwares de operação e tratamento de dados que otimizam o tempo de análise e de interpretação dos resultados obtidos, o que têm levado, em associação a outros fatores de mercado, a uma redução nos preços dos equipamentos de laboratório. Partindo-se do pressuposto de que a Química Analítica é uma ciência fundamental para garantir a qualidade de um amplo conjunto de produtos industriais, não necessariamente químicos, e de que sem sua aplicação também não seria possível a determinação de compostos químicos de importância ambiental, farmacológica, industrial, etc., é pertinente ter um conhecimento introdutório que auxilie àqueles que possam vir a fazer uso de análises químicas em sua atuação profissional.
1- ESPECTROFOTOMETRIA:
 A espectrofotometria é um método utilizado para medir o quanto uma substância química absorve a luz, medindo a intensidade quando um feixe de luz passa através da solução da amostra.
 O princípio básico é que cada composto absorve ou transmite luz em certa amplitude de comprimento de onda. Assim, a medida também pode ser usada para medir a quantidade de uma substância química conhecida.
 A espectrofotometria é muito utilizada nas áreas de biologia, físico-química, indústria e em diversos laboratórios, incluindo de análises clínicas.
CONCEITOS DA ESPECTROFOTOMETRIA
 O conhecimento da absorção de luz pela matéria é a forma mais usual de determinar a concentração de compostos presentes em solução. Todo composto químico absorve, transmite ou reflete luz (radiação eletromagnética) em certa amplitude de comprimento de onda.
 Por meio da espectrofotometria é realizada a medição da intensidade da luz em comprimentos de onda, sendo que os componentes de uma solução podem ser identificados por seus espectros característicos ao ultravioleta, visível ou infravermelho.
 A técnica utiliza a propriedade das soluções de absorver ou transmitir a luz para quantificar reações.  Na prática, a quantidade de luz absorvida ou transmitida é proporcional à concentração da substância em solução. Como uma impressão digital, saber exatamente a cor absorvida, nos permite identificar e quantificar materiais diferentes.
 Quanto mais concentrada for a solução, maior será a absorção de luz. Por outro lado, a cor da solução é determinada pela cor da luz transmitida.
TRANSMITÂNCIA
 Exprime a fração da energia luminosa que consegue atravessar uma determinada espessura de um material, sem ser absorvida. Ou seja, a capacidade de transmitir a luz.
 
ABSORBÂNCIA
 Exprime a fração da energia luminosa que é absorvida por uma determinada espessura de um material. Ou seja, a capacidade de absorver a luz.
 A absorbância de uma solução está relacionada com a transmitância. Quando a absorbância de uma solução aumenta, a transmitância diminui.
 Transmitância e absorbância tendem a serem grandezas complementares. Assim, sua soma (para a mesma energia e comprimento de onda incidente) é aproximadamente igual a 1, ou 100%. Se 90% da luz é absorvida, então 10% é transmitida.
PRINCÍPIO DO ESPECTROFOTÔMETRO
 O espectrofotômetro é o equipamento utilizado para determinar os valores de transmitância (luz transmitida) e absorbância (luz absorvida) de uma solução em um ou mais comprimentos de onda.
 Ele mede a quantidade de fótons (a intensidade da luz) absorvida depois de passar pela amostra.  A quantidade de uma substância química conhecida (concentração) também pode ser determinada.
 
COMPONENTES DO ESPECTROFOTÔMETRO
 Alguns componentes são comuns a todos os espectrofotômetros. A luz, fornecida por uma lâmpada, é fracionada pelo prisma (monocromador) nos comprimentos de onda que a compõem (luzes monocromáticas).
 O comprimento de onda selecionado é dirigido para a solução contida em uma cubeta. Parte da luz é absorvida e parte é transmitida. A redução da intensidade luminosa é medida pelo detector (célula fotelétrica) porque o sinal elétrico de saída do detector depende da intensidade da luz que incidiu sobre ele.
 O sinal elétrico é lido como uma absorbância e é proporcional à concentração da substância absorvente existente na cubeta.
CORES EM ESPECTROFOTOMETRIA
 A luz é uma forma de radiação eletromagnética que possui características de onda e de partícula (fóton). Os diferentes elementos absorvem energia em comprimentos de onda específicos.
 A cor de uma solução está relacionada ao comprimento de onda complementar ao apresentado. Portanto, uma solução aparece como branca porque transmite luzes de todas as cores. Quando absorve luzes de todas as cores, a solução é preta. Finalmente, a solução é verde quando absorve luz vermelha e transmite luz verde (amarelo + azul), denominada de cor complementar.
 As radiações eletromagnéticas com comprimento de onda entre 380 e 780 nm são visíveis ao olho humano. Abaixo de 380 nm é denominada ultravioleta (UV) e acima de 780 nm correspondem à zona infravermelha.
 
 Relação entre comprimento de onda e as características de cor:
	Comprimento de onda
	Cor absorvida
	Cor complementar
	abaixo de 380 nm
	ultravioleta
	
	380 a 435 nm
	
	violeta
	
	verde-amarelado
	435 a 480 nm
	
	azul
	
	amarelo
	480 a 490 nm
	
	azul-esverdeado
	
	laranja
	490 a 500 nm
	
	verde-azulado
	
	vermelho
	500 a 560 nm
	
	verde
	
	púrpura
	560 a 580 nm
	
	verde-amarelado
	
	violeta
	580 a 595 nm
	
	amarelo
	
	azul
	595 a 650 nm
	
	laranja
	
	azul-esverdeado
	650 a 780 nm
	
	vermelho
	
	verde-azulado
	acima de 780 nm
	infravermelho
	
	
 
2-ABSORÇOA ATÔMICA
 Espectrometria de Absorção Atômica é uma técnica analítica utilizada para determinação quantitativa de elementos metálicos, semimetálicos e alguns não metais existentes em uma grande variedade de amostras, podendo ser de materiais biológicos, ambientais, geológicos e tecnológicos.
 A técnica é considerada como uma análise bem sucedida e com grande sensibilidade para determinar elementos em baixas concentrações que estão presentes nas amostras em estado sólido, líquido ou até mesmo gasoso.
 É possível determinar por volta de 65 elementos existentes, abrangendo a maioria dos metais e metalóides. A depender do elemento presente, o limite de detecção inferior pode atingir teores na faixa de parte por bilhão (ppb), o que contribui para identificação.
PRINCÍPIO BÁSICO DA TÉCNICA
 Essa técnica envolve radiação eletromagnética que pode ser absorvida pelos átomos dos constituintes químicos das amostras. Ela é baseada na quantificação de espectros de linhas finas que surgem da transição eletrônica, envolvendo a camada mais externa do átomo. A amostra a ser analisada é decomposta por intenso calor, produzindo átomos livres capazes de absorver radiação eletromagnética, em comprimentos de ondas característicos, produzindo espectros atômicos.
MÉTODOS DE ANÁLISE
1. ABSORÇÃO ATÔMICA COM CHAMA; 
 A fonte de energia para a produção do átomo livre é o calor, mais comumente na forma de chama de ar/ acetileno ou óxido nitroso/ acetileno. Nessa forma de atomizador, a solução com a amostra é introduzida na forma de um spray de gotículas.
 Na maior parte dos casos, isso é conseguido através de um nebulizadorpneumático. O spray de gotículas é levado por um gás (normalmente o oxidante da chama) através da câmara de spray e cabeçote da chama até a chama.
 O calor da chama é suficiente para: Secar cada uma das gotículas da amostra, Decompor os componentes químicos da partícula seca resultante dos átomos que a constituem.
 Dessa forma é criada uma população de átomos elementares e as medidas de absorção atômica podem ser tomadas.
Sistemas de atomização por chama para FAA fornecem excelentes resultados, já que eles são simples, baratos, convenientes e extremamente úteis. Eles permitem uma medida analítica rápida através de técnicas de introdução de amostras muito simples.
 A maior limitação da técnica de FAA de chama é que o sistema de nebulizador-chama tem um sistema de amostragem relativamente ineficiente. Somente uma pequena fração da amostra chega à chama. Adicionalmente, uma vez atomizada, a amostra passa rapidamente pelo caminho da luz.
 Um dispositivo melhorado de amostragem atomizaria a amostra inteira e a reteria no caminho da luz por um período de tempo maior para melhorar a sensitividade da técnica. Atomização eletrotérmica usando um forno de grafite provê essas características
2. ABSORÇÃO ATÔMICA EM FORNO DE GRAFITE:
 A espectroscopia de absorção atômica de forno de grafite ganhou uma boa reputação no campo de química analítica. Isso porque é uma técnica de rotina para a determinação de traços muito baixos de metais, mas em uma grande variedade de matrizes de amostras. No espectrofotômetro de absorção atômica de forno de grafite, a chama é substituída por um tubo de grafite aquecido eletrotermicamente. 
Etapas :
· A amostra é injetada diretamente dentro do tubo em um pequeno volume líquido (5 a 100 uL). Em seguida, é aquecida em uma série de passos programados para remover o solvente e a maioria dos componentes da matriz.
· Átomos de analitos livres no estado gasoso são produzidos dentro do forno de grafite através do aquecimento rápido com uma forte corrente elétrica a temperaturas entre 1500 a 3000 oC.
· Todo o analito é atomizado, e os átomos são retidos dentro do tubo (e no caminho da luz, que passa através do tubo) por um maior período de tempo (0,2 a 0,5 segundos). A performance dessa técnica é garantida pela estabilidade da temperatura. O forno de grafite integrado aquecido transversalmente garante que a temperatura ao longo de todo o tubo seja uniforme. Como resultado, a sensitividade e os limites de detecção são muito melhores, enquanto as interferências da matriz e efeitos de memória são reduzidos.
· Depois da medida, o vapor do analito é então purgado do forno de grafite por gás hélio ou argônio.
· A absorbância é registrada em função do tempo pelo sistema de leitura.
O mecanismo de atomização no forno de grafite depende significantemente:
· Da natureza química do analito;
· Da disponibilidade de sítios ativos;
· Das espécies gasosas dentro do forno de grafite;
· Da temperatura de atomização; e
· Do forno de grafite em si.
Depois da secagem e pirólise dos átomos do analito podem estar presentes em uma forma reduzida, oxidada ou complexa.
Através do aquecimento do tubo de grafite na temperatura de atomização, os átomos livres são gerados por:
1. Vaporização da forma reduzida da sua superfície;
2. Pela dissociação da forma oxidada em átomos gasosos livres do analito conforme o tubo de grafite se aquece; e
3. Vaporização em óxidos ou qualquer outra espécie molecular e dissociação em átomos livres de analitos em fase gasosa.
Exemplo desse mecanismo é dado a seguir, onde M é o analito, C é o carbono e O é o oxigênio, e g correspondem a fase gasosa e s à fase sólida.
M (s) ➨ M (g)
MO (s) + C(s) ➨ M (g) + CO (g)
MO (s) ➨ MO (g)
MO (g) ➨ M (g) + O (g)
CO (g) + O (g) ➨ CO2 (g).
  Os tempos de análise para a FAA de forno de grafite são mais longos que àqueles para a FAA de chama, e menos elementos podem ser determinados com essa técnica. Mesmo assim, a sensitividade aumentada da FAA de forno de grafite, sua habilidade de analisar amostras de concentração muito pequena e de analisar diretamente certos tipos de amostras sólidas expandem significativamente a aplicabilidade da espectroscopia de absorção atômica.
3.ABSORÇÃO ATÔMICA DE VAPOR FRIO
 A atomização por geração de vapor é usada para a determinação de As, Bi, Ge, Pb, Sb, Se, Sn, Te e Mg.  A espectroscopia de absorção atômica por geração de vapor de hidretos tem mostrado altas sensitividades e interferências reduzidas. Nessa técnica, os analitos são primeiramente reduzidos aos seus hidretos voláteis correspondentes (ou forma metálica no caso do mercúrio). Isso é feito por borohidreto de sódio em meio acidificado. Os vapores são então transportados por um gás de carregamento para dentro do atomizador para atomização e medição de absorção atômica.
 O instrumento da Aurora AI 1200 utiliza um tubo de quartzo com aquecimento eletrotérmico de temperatura controlada para determinações de geração de vapor/ hidreto em fluxo contínuo. A unidade de aquecimento pode ser instalada e removida facilmente.
3-ESPECTROMETRIA DE EMISSÃO ÓPTICA COM PLASMA (ICP OES)
 A espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) é uma técnica analítica que permite a determinação de uma vasta gama de elementos químicos (metais, semimetais e alguns não metais como fósforo, enxofre e selênio), tanto em níveis majoritários, como traços (ppb e ppm), em diferentes tipos de matrizes.
 A utilização desta técnica é bastante versátil, o que inclui análise de matérias primas minerais e seus produtos de processamento, metais e ligas metálicas, fertilizantes, cimentos, efluentes, águas, líquidos e pós.
 FUNDAMENTOS DA INSTRUMENTAÇÃO
 No equipamento, a amostra é inserida em um sistema de introdução de amostras, depois é seca, atomizada e excitada no plasma. Ocorrem também ionização e excitação dos íons. A luz policromática emitida é separada pelo conjunto óptico e detectada.
 Sistemas de introdução de amostras para amostras líquidas (nebulização pneumática e ultrassônica), sólidas (eletrotérmica e ablação com laser) e gasosas (pneumática com geração de hidretos) são disponíveis comercialmente.
 A amostra entra na tocha do plasma por meio de um tubo central, o que tem como maior tempo de residência na tocha e também a entrada da amostra não interfere da transferência de carga da bobina para a tocha.
PLASMA 
 Os plasmas utilizados em espectroscopia são gases ionizados altamente energéticos, com temperaturas de cerca de 6000 0C. Produzidos, geralmente, a partir de gases inertes como o argônio, são mais quentes do que chamas e fornos sendo utilizados não somente para dissociar qualquer tipo de amostra, mas também para excitar.
 O plasma por acoplamento indutivo se dá quando elétrons ejetados por uma faísca são acelerados por um campo magnético formado por uma corrente alternada na bobina de carga, que é uma bobina em espiral que rodeia a ponta da tocha. O fenômeno envolvido nesse processo é o Bremsstrahlung inverso, que é quando os elétrons aceleram por ganhar energia. Esses elétrons com alta energia, por colisão, estimulam ionização de outros átomos como uma reação em cascata. A descarga de plasma acoplado indutivamente é composta de átomos, elétrons e íons.
 O plasma dissolva, vaporiza, atomiza, ioniza e excita elementos que compõe a amostra.
 A emissão da radiação ocorre quando os átomos e íons excitados relaxam para um estado de menor energia.
 As amostras são carregadas para o centro do plasma por um fluxo de argônio no tubo central. A entrada da amostra no centro tem como vantagem maior tempo de residência na tocha e também a entrada da amostra não interfere da transferência de carga da bobina para a tocha.
 O argônio é o gás mais usado para a formação de plasmas em equipamentos comerciais. As configurações de equipamentos de diferentes fornecedores apresentam tochas na verticale na horizontal. A configuração horizontal acaba favorecendo depósito de resíduos da queima da amostra. Por outro lado, a tocha vertical apresenta menor estabilidade na introdução de amostra via tubo central.
 O primeiro processo que ocorre no plasma de alta temperatura é a remoção o solvente do aerossol, a dessolvatação, deixando a amostra como partículas sólidas. Essas partículas são decompostas em um gás de moléculas individuais, que é a vaporização. Em seguida, ocorre a dissociação em átomos, ou a atomização. Esses processos ocorrem predominantemente na zona de pré-aquecimento, na saída do tubo central. Depois disso, o plasma tem a função de excitação. Para alguns elementos, ocorre a ionização e a excitação dos íons.
 A otimização dos processos de atomização e de ionização pode ser feita utilizando a razão da intensidade do sinal entre as linhas iônica e atômica do Mg. Para isso, são usadas as linhas: Mg II 280,270 nm / Mg I 285,213 nm, conforme proposto por Mermet, em 1991. Essa razão mostra a eficiência da transferência de energia do plasma para a amostra e os parâmetros operacionais devem ser ajustados para maximizar essa razão
SEPARAÇÃO DA LUZ EMITIDA
 Como as espécies excitadas no plasma emitem em diversos comprimentos de onda, a emissão é policromática e deve ser separada para permitir identificação dos elementos. Destaca-se que entre 160 e 190 nm ocorre absorção por moléculas de oxigênio, por isso é necessário purgar o ar atmosférico.
 A luz passa do plasma para a ótica passando por um espelho que pode estar colocado na direção do eixo da tocha e que promove uma visão axial originada na tocha ou na direção perpendicular, que dá a visão radial da radiação da tocha, e a principal diferença entre essas geometrias, conhecida como visões, é o caminho ótico.
 Dentro da parte ótica, a radiação passa por um obturador que controla o tempo de exposição, depois para um colimador para obter feixe paralelo e atinge uma grade de difração, em que a radiação é separada segundo a equação:
nλ = d (senα + senβ)
Em que n é a ordem de difração, λ é o comprimento de onda, d é a distância das grades, α é o ângulo incidente na grade e β é o ângulo de saída.
Dois principais arranjos óticos são monocromador e policromador. 
MONOCROMADOR
 O monocromador, apenas um comprimento de onda sai pela fenda de saída por fez. Na realidade, existe um pequeno intervalo de comprimento de onda de saída formando uma banda estreita, o Δλ, que é usado para medir a resolução do monocromador.
 Num arranjo simples do monocromador, após a difração na grade, um segundo espelho côncavo focaliza o comprimento de onda definido pelo ângulo da grade na fenda de saída. Portanto, ao rotacionar a grade, o que altera o ângulo de entrada e de saída, altera-se o comprimento de onda difratado. Esse é o tipo de grade de difração usado em equipamento de leitura sequencial. Por isso, o tempo de determinação é função do número de comprimentos de onda selecionados para serem monitorados.
POLICROMADOR 
 O policromador tipo echelle é o mais usado atualmente. Foi desenvolvido na década de 50 e é composto por dois elementos dispersivos com grade de difração com fendas de larguras próximas do comprimento de onda da luz difratada.
 Após a luz ser difratada pelo primeiro elemento dispersivo ocorre sobreposição das ordens espectrais n, conforme equação acima. Quando a radiação atinge uma segunda grade de difração ocorre uma sobreposição ainda maior. A grande diferença desse tipo de arranjo ótico, é que a saída é em 2D, separando a radiação por comprimento de onda e por ordem.
4-CROMATOGRAFO (LIQUIDO E GAS)
 A cromatografia tem como princípio básico a separação de determinadas misturas, utilizando dessa forma duas fases, um móvel e outra estacionária. A fase móvel pode ser constituída por uma substância líquida ou um gás, já a fase estacionária é composta por um líquido ou um sólido.
 
CROMATOGRAFIA LIQUIDA:  
 Faz parte do grupo de classificação da cromatografia colunar. Essa técnica cromatográfica normalmente é empregada em amostras de alimentos, água, solo, sangue, urina, etc.
 Esse tipo de cromatografia obteve um avanço significativo a partir dos anos 70, e desde então vem apresentando novas sofisticações tecnológicas, dentre elas a utilização de colunas preenchidas por partículas de pequenos tamanhos, desenvolvimento e aperfeiçoamento de vários detectores, por exemplo, fluorescência, espectrofotômetros de massa acoplados ao HPLC, e dentre outros avanços que ocorreram desde a descoberta do equipamento.
 Ela tem a capacidade de realizar separações e análises quantitativas de uma grande quantidade de compostos presentes em vários tipos de amostras, em escala de tempo de poucos minutos, com alta resolução, eficiência e sensibilidade.
FUNDAMENTOS DA INSTRUMENTAÇÃO
O equipamento para a realização desse tipo de cromatografia é denominado de cromatografia líquido que é constituído por vários sistemas, sendo eles:
· Sistema de reservatório de fase móvel;
· Sistema de bombeamento de fase móvel;
· Sistema de injeção;
· Sistema analítico que é constituído pela coluna cromatográfica;
· Sistema de detecção (existe detecção por UV, fluorescência, espectrofotometria de massas, etc.);
· Sistema de aquisição e registro de dados.
FASES DA CROMATOGRAFIA LÍQUIDA
Na cromatografia líquida existe um sistema composto por duas fases, uma fase móvel e outra fase denominada de estacionária.
Na fase estacionária podem ser utilizados compostos sólidos ou líquidos. Os sólidos normalmente são substâncias absorventes, tais como, sílica, carvão ativo, etc., que se encontram “empacotadas” em uma coluna, a qual é atravessada pela fase móvel. Nesse caso a base para a separação de misturas é chamada de absorção.
Já o composto líquido da fase estacionário é denominado de película delgada, sendo que nesse caso a base de separação de misturas é denominada de partição.
Na fase móvel emprega-se uma mistura de alguns solventes, por exemplo, metanol, acetonitrila e água, sendo que essa mistura é denominada de Eluente. Normalmente para a fase móvel existem alguns critérios quanto aos solventes, tais como:
· O grau de pureza dos solventes,
· Baixa viscosidade;
· Dissolução da amostra sem perda dos compostos;
· Polaridade adequada para a realização da separação dos componentes da amostra.
Quanto a eluição de compostos é importante ressaltar que existem dois tipos de eluições:
· Isocrática: a composição da fase móvel (%B) se apresenta constante durante todo o processo de análise. Normalmente se utiliza um tipo de solvente.
· Gradiente: a composição da fase móvel (%B) pode ser alternada durante a realização da análise.
Nota: Em relação a porcentagem das eluições, essa denominação é definida de acordo com o tipo de bomba do cromatógrafo líquido, podendo ser uma bomba binária, quaternária, etc.
No caso da bomba binária, existem dois pistões e canais (estes denominados de canal A e canal B), os quais são responsáveis por todas as funções essenciais que fazem parte do sistema de fluxo dos solventes.
Portanto, quando se diz %B, estará indicando a porcentagem de solvente que irá passar pelo canal B.
CROMATOGRAFIA GASOSA:
 A cromatografia em fase gasosa, ou cromatografia a gás (GC), é uma técnica analítica utilizada para a separação de compostos químicos em matrizes complexas onde a fase móvel é composta por um gás.
 A técnica consiste na introdução da amostra, através de um sistema de injeção (onde amostras líquidas são vaporizadas).
Em seguida, um gás inerte (geralmente hélio*, hidrogênio ou argônio), “arrasta” a amostra pela coluna cromatográfica.
 A fase estacionária, presente na coluna é responsável pela separação dos compostos, fazendo com que cada saia da coluna, a um tempo diferente (tempo de retenção).
 Por fim, um detector é responsável pela identificação dos sinais eletrônicos produzidos pelo sistema de GC e um software específico éutilizado para transformar estes sinais em picos cromatográficos.
FUNDAMENTOS DA INSTRUMENTAÇÃO
 Os principais detectores utilizados em cromatografia de fase gasosa, são:
·  Ionização por Chama (FID)
·  Condutibilidade Térmica (TCD)
·  Captura de Elétrons (ECD)
 Por causa de sua simplicidade, sensibilidade e eficácia na separação dos componentes da amostra, esta técnica é amplamente utilizada para a análise quantitativa e qualitativa das misturas, para a purificação de compostos, monitoramento de processos industriais, análise de poluentes ambientais, óleos essenciais e produtos alimentares.
Detectores para Cromatografia a Gás (GC)
FID => Flame Ionization Detector => Detector por Ionização de Chama
 A cromatografia em fase gasosa com Detector por Ionização de Chama, ou GC-FID, é uma técnica de análise muito comum e amplamente utilizada no setor petroquímico, farmacêutico e de gás natural.
·  O FID é composto por uma chama de hidrogênio/ar, e um prato coletor.
·  Quando compostos orgânicos são introduzidos na chama através da coluna, espécies carregadas eletricamente são formadas.
·  Essas espécies são coletadas em um eletrodo e produzem um aumento na corrente elétrica proporcional à quantidade de carbono que passou pela chama.
·  O resultado dessa corrente é amplificado por um eletrômetro e transformado pelo software em pico cromatográfico.
Algumas características interessantes do Detector FID
·  Responde ao número de átomos de carbono que entram no detector por unidade de tempo e por isso é sensível à massa e não a concentração da mesma.
·  Oferece uma leitura rápida, precisa e contínua da concentração total de hidrocarbonetos para níveis tão baixos quanto ppb.
·  É um detector específico para compostos orgânicos, ou seja, compostos que não apresentem carbono em sua estrutura não são detectados.
·  O FID não detecta: CO, CO2, formaldeído e ácido fórmico
TCD => Thermal Conductivity Detector => Detector de Condutividade Térmica
 A cromatografia em fase gasosa com Detector de Condutividade Térmica, ou GC-TCD, é uma técnica de análise usada para analisar gases inorgânicos (Argônio, Nitrogênio, Hidrogênio, Dióxido de Carbono, etc.) e pequenas moléculas de hidrocarbonetos.
 
 O Detector TCD possui uma câmara interna, dividida em dois canais de fluxo, onde um é o canal de referência e o outro o canal analítico.
 O sistema é balanceado com um fluxo de gás de arraste puro através de ambos os canais de fluxo, onde filamentos aquecidos perdem calor de maneira constante devido à passagem do gás de arraste pelas celas.
 Essa perda de calor gera um sinal constante que é registrado na forma de LINHA DE BASE
 Quando as moléculas injetadas passam pelo canal de amostra, a condutividade térmica do meio é modificada e a temperatura do filamento se altera.
 As diferenças de condutividade térmica formam são registradas como PICOS CROMATOGRÁFICOS.
Algumas características interessantes do Detector TCD:
·  Separação e quantificação de compostos que não geram sinal em outros detectores
·  Por ser um detector não-destrutivo, pode ser usado em GC preparativa ou detecção em “tandem”
·  Não é compatível com gases oxidantes
ECD => Electron Capture Detector => Detector por Captura de Elétrons
 A cromatografia em fase gasosa com Detector por Captura de Elétrons, ou GC-ECD, é uma técnica de análise que responde muito bem a halogenetos orgânicos, aldeídos conjugados, nitrilas, nitratos e compostos organometálicos. É praticamente insensível a hidrocarbonetos, álcoois e cetonas. A sensibilidade seletiva a haletos faz com que este detector seja particularmente útil na análise de pesticidas clorados.
 Quando o gás de arraste (N2) passa pelo detector, este é ionizado por partículas beta emitidas por fontes de 3H ou 63Ni. Os elétrons produzidos neste processo são coletados em um ânodo, gerando uma corrente que é amplificada por um eletrômetro.
 A corrente amplificada é registrada na forma de LINHA DE BASE.
 Moléculas eluindo da coluna, capazes de capturar elétrons, diminuem esta corrente, gerando um sinal proporcional à sua concentração.
 O resultado desta alteração no sinal elétrico é transformado pelo software em PICOS CROMATOGRÁFICOS.
Algumas características interessantes do Detector ECD:
·  Geralmente, emprega nitrogênio com alto grau de pureza como fase móvel, pois traços de água ou oxigênio afetam a sua sensibilidade e linearidade.
·  Dependendo do analito, um Detector ECD pode ser 10-1.000 vezes mais sensível que um detector FID.
·  O Detector ECD permiti detectar compostos halogenados, como pesticidas e CFC’s, mesmo em níveis de ppt.
Outros detectores utilizados em laboratórios que trabalham com a técnica de GC
 Apenas para registro, segue uma lista de outros detectores empregados em GC:
Detector PID
 Detector de Fotoionização ou GC-PID é uma técnica utilizada para analisar uma grande variedade de hidrocarbonetos aromáticos e outros compostos orgânicos. Uma aplicação típica é a análise de contaminação da água por hidrocarbonetos. O PID utiliza luz ultravioleta para ionizar os componentes que saem da coluna. Os íons são coletados por eletrodos e a corrente gerada mede a concentração.
Detector FPD
 A Cromatografia gasosa com Detector por Fotométrico de Chama ou GC-FPD é uma técnica usada para analisar compostos contendo enxofre ou fósforo e metais como estanho, boro, arsênico e cromo. Um FPD usa uma chama de hidrogênio/ar pela qual a amostra passa. Hidrocarbonetos contendo fósforo e enxofre geram quimioluminescência em comprimentos de onda específicos que quando passam por um fotomultiplicador emitem um sinal elétrico que pode então ser medido.
Detector NPD
 Cromatografia gasosa – Detector de nitrogênio-fósforo ou GC-NPD, conhecido também como Detector termoiônico específico ou TSD, é uma técnica usada para analisar compostos orgânicos contendo nitrogênio ou fósforo e é comumente usado em mercados farmacêuticos, de alimentos e ambiental.
 Semelhante ao Detector por Ionização de Chama, um NPD usa uma chama de hidrogênio/ar através da qual a amostra é passada. Entretanto, um NPD usa uma esfera alcalina de rubídio ou cloreto de césio que é aquecida por uma bobina, sobre a qual o gás de arraste misturado com hidrogênio passa. A esfera quente emite elétrons por meio de emissões termiônicas que são coletadas no anodo proporcionando a corrente de fundo. Quando existe na coluna um componente que contém nitrogênio ou fósforo, os materiais de nitrogênio e fósforo parcialmente queimados são absorvidos na superfície da esfera. Isso aumenta a emissão de elétrons e a corrente que é mensurada.
Detector AED
 Cromatografia gasosa – Detector por Emissão Atômica ou GC-AED é utilizada na análise de gasolina, diesel, óleo, poluentes ambientais no solo, água e efluentes, e de compostos orgânicos voláteis (VOCs) na água. Envolve o uso de espectroscopia por emissão atômica para detectar elementos à medida que eles saem da coluna do cromatógrafo gasoso.
 O AED usa o gás de arraste hélio para transportar a amostra através da CG, que deve conter baixos níveis de impureza de água e de oxigênio, pois a água e o oxigênio podem interagir com a fase estacionária e causar problemas, como o ruído na linha de base e o sangramento da coluna no cromatograma do gás de saída, tornando-o impreciso. Além disso, o AED usa um plasma de hélio, sendo necessário para isso um hélio de pureza muito elevada, devido à sua sensibilidade. Às vezes é utilizado um gás reagente para melhorar a sensibilidade do AED, impedindo a deposição de fuligem no tubo de descarga ou lâmpada. O hélio também é usado frequentemente na GC-AED na saída da coluna para aumentar o fluxo para o detector. A calibração de rotina do analisador utilizando uma mistura de calibração é comum.
REFERÊNCIAS:
https://a3analitica.com.br/bloga3pharma/2019/01/08/principios-da-cromatografia-a-gas-gc/
https://cmaa.esalq.usp.br/fundamentos-icp-oes/https://lct.poli.usp.br/infraestrutura/icp
https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/bitstream/doc/872917/1/CIT03.pdf