[HPLC] Aula - Cromatografia de Íons

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Cromatógrafo de íons Metrohm 761 Soft Drink
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Esquema básico do IC
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Bomba
Amortecedor de
pulsação
Purga
 Acima é apresentado o sistema de propulsão da fase móvel. Este é composto pela bomba de duplo pistão, amortecedor para redução de pulsação, filtro em linha e sistema de purga. Nesta bomba é possível o ajuste de vazão entre 0,2 e 2,5 mL/min. com pressão máxima de 25 Mpa (250 bar, 3626 psi).
Filtro
Funcionamento de uma bomba de duplo pistão.
Bomba de duplo pistão
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Carcaça em PEEK para acomodação de Filtro com poros de 2m.
Encapsulamento do filtro
Cartela com filtros
 Neste equipamento é realizada uma filtragem em linha. Para isto, filtros com poros de 2m são utilizados.
Filtros
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Filtros com poros de 20m são utilizados na sucção da fase móvel
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Pré-coluna modelo RP2 
Mais informações:
http://products.metrohm.com/Produktgruppen/accessories/pgic-saeulen/pre-column/prod-61011030.aspx
	Pré-coluna de uso universal, neste modelo apenas um pequeno disco ( 6mm de diâmetro) é substituído.
Pré-coluna com filtro para substituição
Encapsulamento da Pré-coluna
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Injetor com comando elétrico e alça de amostragem construída em PEEK
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Amostragem
Injeção
Válvula injetora convencional comumente utilizada em HPLC
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Alça de amostragem
 Construída em PEEK permite a confecção no próprio laboratório de uma alça com volume desejado. Na foto, algumas alças de amostragem com conectores específicos para o equipamento METROHM, filtros, pré-colunas, tubo de PEEK e o cortador deste tubo.
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Modo de injeção
 A injeção é realizada com uma seringa convencional sem agulha. A tampa frontal do equipamento possui um orifício para conexão da seringa utilizada na sucção e uma saída para um tubo de teflon utilizado para amostragem.
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 Coluna Metrosep A Supp 4 – 250 para análise de ânions 
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 Metrosep A Supp 4 – 250 (ânions) 
 Coluna com sistema eletrônico de identificação e registro de uso. Apesar da coluna possuir o sistema, o IC modelo 761 Soft Drink não possibilita este recurso.
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Supressor
 O supressor utilizado neste equipamento possui 3 pequenas colunas de supressão que trabalham em revezamento. Enquanto a coluna 1 está no percurso analítico, a coluna 2 é regenerada com H2SO4 e a coluna 3 limpa com H2O. Sempre que necessário, é possível por software a rotação destas colunas passando a coluna 1 para a posição 2 (regeneração), colocando a coluna da posição 2 em limpeza e utilizando a coluna anteriormente com água no percurso analítico(supressão).
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Teste da coluna supressora
 Utilizando solução de Bicarbonato de sódio 1.7mmol/L e carbonato de sódio 1.8mmol/L a coluna resistiu por 115 min. Após este período, o aumento da condutividade evidencia a saturação da coluna. Ao ser realizada a substituição da coluna (step), esta volta a suprimir e a linha base retorna ao valor desejado.
Obs.: O teste foi realizado apenas para uma das colunas, acreditamos que o tempo para saturação das outras duas seja próximo a este.
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Regeneração da supressora
 Após a utilização da coluna supressora é necessário um período de regeneração e limpeza. Assim, o indicado é a troca da supressora (step) no início de cada corrida. Se necessário uma corrida com tempo maior que 115 min. a troca pode ser realizada durante a corrida (no exemplo anterior a substituição poderia ter sido realizada entre 100 e 110min.).
 A regeneração é realizada por um bomba peristáltica de duplo canal que transporta H2SO4 100 mmol/L e H2O para as colunas.
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Detector
 O equipamento utiliza um detector condutométrico, este fica acondicionado dentro de uma caixa termostatizada e permite fundo de escala de 50, 250 e 1000 S/cm.
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Remoção de bolhas
 Antes de iniciar o experimento, é necessário a remoção de bolhas através da purga. Ignorar este procedimento pode levar o equipamento a trabalhar com vazão de fase móvel não constante. 
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Software
Quantitation method: Custom
 No Retention Height Area Name 
 min. uS/cm uS/cm*sec. 
 1 2.57 -0.00 -0.000 Tempo morto 
 2 3.50 1.16 7.913 Fluoreto 
 3 3.76 0.11 0.895 Acetato 
 4 4.82 0.98 9.013 Cloreto 
 5 6.74 0.29 3.805 Brometo 
 6 7.55 0.27 4.191 Nitrato 
 7 11.27 0.28 7.208 Fosfato 
 8 13.18 0.27 7.380 Sulfato 
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 METROHM LTD
 Abaixo temos os arquivos exportados pelo software e que podem ser salvos pelos alunos para posterior tratamento dos dados. O gráfico é salvo como imagem e a tabela como texto, o que permite a abertura dos dados em qualquer computador.
Tabela de dados
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Software
 Estas imagens apresentam o software METROHM utilizado para controle do equipamento. Este permite algumas etapas de programação com seleção de tempo de step, injeção e outros.
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Experimento e condições experimentais
Identificação e quantificação de ânions presentes em amostras de cerveja e gel dental.
Equipamento: Cromatógrafo de íons Metrohm, modelo 761 SD Compact IC, equipado com uma bomba de duplo pistão, uma bomba peristáltica e detector condutométrico. Pré-coluna: RP 2, 4,6 mm de diâmetro de partícula e 4,0 mm de diâmetro interno. Coluna: Metrosep A SUPP 4, 9 mm de diâmetro de partícula, 250 mm de comprimento por 4 mm de diâmetro interno.Loop: 20uL
Solução de regeneração do supressor: H2SO4 100mM e H2O deionizada. Fase Móvel: Tampão 1,8mM Na2CO3 + 1,7mM NaHCO3. 
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P5
P5: solução estoque “MIX” – 15,0 ppm de Ac-,Cl-, F-, Br-, SO42- e PO43- e 8,0 ppm de NO3-
P4: 9,0 ppm de Ac-, Cl-, F-, Br-, SO42- e PO43- e 4,8 ppm de NO3-
P3: 6,0 ppm de Ac-, Cl-, F-, Br-, SO42- e PO43- e 3,2 ppm de NO3-
P2: 3,0 ppm de Ac-, Cl-, F-, Br-, SO42- e PO43- e 1,6ppm de NO3-
P1: 0,9 ppm de Ac-, Cl-, F-, Br-, SO42- e PO43- e o,48 ppm de NO3-
Preparo dos padrões
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Curva de calibração
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Amostras
Cerveja: levar ao banho de ultrassom por 20min; transferir 1,0 mL para um balão volumétrico de 50,0 mL, completar com água deionizada, filtrar com filtro 0,22um e injetar.
Cromatograma típico para amostra de cerveja.
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Cromatograma típico para amostra de gel dental.
Amostras
Gel dental: pesar, exatamente, c.a. 0,12g em béquer de 50mL, adicionar 20mL de água deionizada e levar ao ultrassom por 20min; transferir quantitativamente para balão de 50,0mL, completar com água deionizada, filtrar em filtro de 0,22um e injetar.
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Soluções utilizadas com modo de preparo e durabilidade.
25,0 mL/aula de solução estoque “MIX”, contendo 15,0 mg/L de Ac-, Cl-, F-, Br-, SO42- e PO43- e 8,0 mg/L de NO3-
Soluções-mãe: cada íon a 100,0 mg/L, em água deionizada:
100,0 mg/L Cl- = 16,5 mg NaCl/100mL
100,0 mg/L F- = 22,1mg NaF/100mL
100 mg/L Br- = 14,9 mg KBr/100mL
100 mg/L SO42- = 14,8 mg Na2SO4/100mL
100 mg/L PO43- = 17,3 mg Na3PO4/100mL
100 mg/L NO3- = 13,7 mg NaNO3/100mL
100 mg/L Ac- = 13,9 mg NaAc/100mL 
Obs.: manter as soluções estoque em frasco plástico e conservar em geladeira.
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Modo de preparo das soluções e durabilidade.
Fase móvel: 1,8mmol/L Na2CO3 + 1,7mmol/L NaHCO3
Preparar 2,0 Litros de solução, contendo 0,3816g Na2CO3 e 0,2856g NaHCO3; completar com água deionizada;
Filtrar por gravidade em papel de filtro quantitativo;
Levar ao banho de ultrassom por 30 min. com o auxílio de uma bomba de vácuo para degazeificação. 
 Durabilidade da solução de 2 semanas.
Solução de regeneração da coluna supressora: H2SO4 100mmol/L
Diluir, para 1,0L de solução, 5,33mL de H2SO4 concentrado (d=1,84g/mL) em água deionizada. 
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Materiais
4 balões 10,0 mL
2 balões 50,0 mL
1 pipeta graduada 1,0 mL
1 pipeta graduada 10,0 mL
1micropipeta 1000uL
1 proveta 50 mL
2 béqueres 50 mL
2 béqueres 10 mL
2 filtros 0,22 um
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Aplicações
http://products.metrohm.com/prod-61006530-4.aspx
http://products.metrohm.com/getAttachment.axd?attaName=8f220189-562a-45ae-b923-2bd1d1a7f5c6