Prévia do material em texto

<p>Universidade Federal de São Paulo</p><p>Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas Campus Diadema</p><p>Análise instrumental II</p><p>RELATÓRIO 1-Cromatografia Líquida - HPLC</p><p>IMPORTANTE: ENCAMINHAR CONFORME AS REGRAS. SALVE EM PDF COM O NOME</p><p>ALUNOS</p><p>Bianca Luchini e Sarpi - RA: 157252</p><p>Fernanda Silva Ribeiro - RA: 94003</p><p>Gabriel Medeiros de Lima - RA: 158476</p><p>Izabelle Aguiar Ramalho - RA: 157459</p><p>Keyte Alves Rocha - RA: 143146</p><p>Lucas Arimatea Matos - RA: 148172</p><p>Mariana Cuin da Silva - RA: 157134</p><p>Nicole Trindade Silva - RA: 157454</p><p>Talita Dantas de Oliveira - RA: 94244</p><p>Vitor Rodrigues Felipe - RA: 157479</p><p>EXPERIMENTO: Influência do fluxo da bomba na separação de triptofano, tirosina e fenilalanina.</p><p>ROTEIRO</p><p>1. Instrumentação e condições analíticas</p><p>• Equipamento: HPLC marca Shimadzu</p><p>• Detecção UV em 254 nm</p><p>• Coluna: C18, 15 cm de comprimento, tamanho de partícula 3 µm;</p><p>• Fluxo da bomba a ser avaliado: 1,0 1,5 e 2, 0 ml/min;</p><p>• Volume de Injeção: 20 µL</p><p>• Fase móvel: Água/metanol (75:25)</p><p>2. Amostra</p><p>Solução A contendo uma mistura de padrões: triptofano, tirosina e fenilalanina na concentração</p><p>de 1,0 mMol L-1cada.</p><p>3. Procedimento (fazer em triplicata)</p><p>• Injetar o branco (água) em uma fluxo de 1.0 ml/;</p><p>• Injetar a solução A em um fluxo de 1.0 ml/;</p><p>• Injetar a solução A em um fluxo de 1.5 ml/;</p><p>• Injetar a solução A em um fluxo de 2.0 ml/</p><p>4. Relatório</p><p>a) (2,0) Qual a ordem de eluição dos compostos? Apresentar as estruturas químicas e discutir</p><p>como chegou nesta ordem.</p><p>R: No experimento de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência feito, a cromatografia foi</p><p>característica de fase reversa, ou seja, a fase móvel (Coluna C18) é apolar e a fase móvel</p><p>(Água e Metanol) é polar. Assim, compostos menos polares tendem a interagir mais</p><p>fortemente com a fase estacionária e, portanto, eluirão mais tarde, tendo um tempo de</p><p>retenção na coluna maior. Isso ocorre pois o princípio da HPLC é a interação entre o</p><p>solvente, ou fase móvel e o adsorvente, ou fase estacionária. O inverso ocorre para</p><p>compostos mais polares, que interagem mais fortemente com o solvente polar e adsorvem</p><p>menos fortemente com a coluna apolar, o que diminui seu tempo de retenção na coluna,</p><p>eluindo mais prontamente.</p><p>A fenilalanina, a tirosina e o triptofano são aminoácidos e moléculas deste grupo funcional</p><p>possuem característica polar. Porém o restante da cadeia se diferencia em alguns aspectos:</p><p>1. A fenilalanina não possui nenhum grupo funcional em sua estrutura além do aminoácido,</p><p>sendo, entre os três compostos, o de menor polaridade;</p><p>2. O triptofano possui dois anéis aromáticos, um de 4 e outro de 6 átomos, o que resulta em</p><p>polaridade menor na molécula;</p><p>3. A tirosina, por fim, possui a hidroxila ligada, um grupo hidrofílico, sendo então fortemente</p><p>polar.</p><p>Dessa maneira, se estabeleceu a ordem de eluição da HPLC de fase reversa: a tirosina teve menor</p><p>tempo de retenção, eluindo primeiro. Em seguida, o triptofano e, por fim, a fenilalanina que adsorve</p><p>mais fortemente na coluna apolar e teve um maior tempo de retenção.</p><p>b) (2,0) Discutir a variação do tempo de retenção dos compostos em cada fluxo. Segundo van</p><p>Deemter, seria possível diminuir o tempo de eluição sem alterar a resolução? Como?</p><p>R: A variação do tempo de retenção dos compostos em cada fluxo pode sofrer influências de fatores</p><p>como composição da fase móvel, velocidade do fluxo da fase móvel, temperatura da coluna e</p><p>interações químicas dos compostos com a fase estacionária. Segundo van Deemter, há relações entre</p><p>a eficiência da coluna (dada por H) com a velocidade linear média da fase móvel (fluxo ou vazão).</p><p>Para se diminuir o tempo de eluição sem alteração da resolução, é necessário aumentar a temperatura</p><p>da da coluna - permitindo a diminuição da viscosidade da FM, permitindo fluxo mais rápido.</p><p>Pode-se, também, promover diminuição do tamanho das partículas na fase estacionária, o que</p><p>permite melhor eficiência na separação. Além disso, pode-se ajustar a composição da fase móvel - a</p><p>fim de reduzir o tempo de retenção dos compostos e, ainda, utilizar colunas mais curtas, reduzindo o</p><p>tempo de análise.</p><p>c) (2,0) Discutir o aumento da pressão da bomba de acordo com o aumento do fluxo.</p><p>R: A bomba do equipamento mede a pressão dada pela força necessária para que a fase móvel seja</p><p>empurrada pela coluna, esta força é afetada pela resistência da coluna. Quanto maior a resistência da</p><p>coluna - devido ao preenchimento da mesma com partículas - maior a necessidade de uma pressão</p><p>elevada para que a fase móvel percorra pelo sistema. Sendo assim, quando aumenta a pressão, o fluxo</p><p>também aumenta.</p><p>d) (2,0) Qual o valor do prato teórico para o último pico em cada fluxo?</p><p>R: Para calcular o número de pratos teóricos, podemos utilizar a seguinte fórmula</p><p>N = 16 (tr/wb)²</p><p>Onde:</p><p>N - é o número de pratos teóricos</p><p>tr - é o tempo de retenção do pico</p><p>wb - é a largura do pico a meia altura</p><p>E a partir dos dados da tabela a seguir, foi possível calcular o número de pratos teóricos para cada</p><p>fluxo:</p><p>Fluxo (mL/min) tr do último pico (min) wb do último pico (min)</p><p>1 4,4 0,5</p><p>1,5 2,9 0,4</p><p>2 2,3 0,3</p><p>Para o fluxo de 1 mL/min, foi encontrado um número de pratos igual a 1239,04 a partir da fórmula</p><p>apresentada acima. Já para os fluxos de 1,5 mL/min e 2 mL/min foram encontrados os valores de 841</p><p>e 940,44 respectivamente.</p><p>A partir desses valores, é possível dizer que a separação no último pico para o fluxo de 1 mL/min foi</p><p>a mais eficiente, já que a eficiência da separação de uma coluna está diretamente relacionada ao</p><p>número de pratos teóricos. Também é possível dizer que a separação com um fluxo de 2 mL/min foi</p><p>mais eficiente do que com o de 1,5 mL/min, indicando que, ao menos para os dados analisados nesse</p><p>experimento, os dois valores não tem uma relação proporcional, seja ela direta ou indireta.</p><p>e) (2,0) Se uma indústria tem 10 cromatógrafos e opera 360 dias por ano, 24 horas, qual o volume de</p><p>resíduo produzido em cada condição de fluxo. Qual fluxo seria o ideal para trabalhar e porque.</p><p>Fluxo 1 mL/min:</p><p>Vr = = 5,18 L/ano10 . 1 𝑚𝐿</p><p>1 𝑚𝑖𝑛 . 1𝐿</p><p>1000 𝑚𝐿 . 60 𝑚𝑖𝑛</p><p>1ℎ . 24 ℎ</p><p>1 𝑑𝑖𝑎 . 360 𝑑𝑖𝑎𝑠</p><p>1 𝑎𝑛𝑜</p><p>Fluxo 1,5 mL/min:</p><p>Vr = = 7,78 L/ano10 . 1,5 𝑚𝐿</p><p>1 𝑚𝑖𝑛 . 1𝐿</p><p>1000 𝑚𝐿 . 60 𝑚𝑖𝑛</p><p>1ℎ . 24 ℎ</p><p>1 𝑑𝑖𝑎 . 360 𝑑𝑖𝑎𝑠</p><p>1 𝑎𝑛𝑜</p><p>Fluxo 2 mL/min:</p><p>Vr = = 10, 37 L/ano10 . 1,5 𝑚𝐿</p><p>1 𝑚𝑖𝑛 . 1𝐿</p><p>1000 𝑚𝐿 . 60 𝑚𝑖𝑛</p><p>1ℎ . 24 ℎ</p><p>1 𝑑𝑖𝑎 . 360 𝑑𝑖𝑎𝑠</p><p>1 𝑎𝑛𝑜</p><p>O fluxo ideal para trabalho seria o de 2 mL por minuto, uma vez que, apesar de apresentar</p><p>alto volume de resíduos, ele permitiria mais análises no meio industrial por ser mais rápido e</p><p>obter mais eficiência da coluna. Enquanto um fluxo menor seria adequado para trabalhos em</p><p>pequena escala.</p>