Métodos Cromatográficos na Química

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR
UNIDADE ACADÊMICA DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
AGRONOMIA
Métodos Cromatográficos
Docente
Roberlúcia Araújo Candeia
Discentes
Espedito Henrique Do Nascimento Garcia
José Almir Pereira Silva
Mateus Gouveia Leite de Melo
Pedro Vinicius Paiva do Nascimento 
POMBAL-PB
2024
Espedito Henrique Do Nascimento Garcia
José Almir Pereira Silva
Mateus Gouveia Leite de Melo
Pedro Vinicius Paiva do Nascimento 
Métodos Cromatográficos
Trabalho apresentado como produto de avaliação da disciplina de Química Orgânica, ministrada pelo professora Roberlúcia Araújo Candeia, do componente curricular de graduação pela Universidade Federal De Campina Grande - UFCG, Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar – CCTA, Unidade Acadêmica de Ciências e Tecnologia Agroalimentar – UAGRA.
POMBAL-PB
2024
Resumo
A cromatografia é uma técnica fundamental na química orgânica, utilizada para separar, identificar e purificar compostos químicos. Desde a sua invenção no início do século XX, a cromatografia evoluiu para incluir diversas modalidades, cada uma com suas características e aplicações específicas. O entendimento dos métodos cromatográficos é crucial para a análise de misturas complexas, seja na indústria farmacêutica, na biotecnologia ou na pesquisa acadêmica.
Palavras chaves: Técnica, análise, separar, purificar e identificar
Sumário
Introdução	5
História da Cromatografia	5
Cromatografia na Orgânicos	5
Métodos Cromatográficos	6
Conclusão	10
Referências bibliográficas	11
Introdução
A cromatografia é uma técnica utilizada para a análise, identificação e separação dos componentes de uma mistura. É definida pela separação dos componentes da uma dada mistura baseado na interação dos mesmos com a fase estacionária e com a fase móvel. Dependendo da natureza dessas fases, tem-se diversas cromatografias: sólido-líquido (coluna, camada fina ou delgada, papel); líquido-líquido (CLAE – cromatografia líquida de alta eficiência); gás-líquido (CG – cromatografia gasosa). A cromatografia em camada delgada (CCD) é um dos métodos de separação físicoquímico mais utilizados em misturas, sendo relativamente fácil de manusear e de resposta rápida. É uma técnica simples, barata e eficiente na análise qualitativa da composição de uma mistura. Pode ser usada também para acompanhar o curso de uma reação química e determinar a pureza de um dado composto. A cromatografia em camada delgada (CCD) é um dos métodos de separação físicoquímico mais utilizados em misturas, sendo relativamente fácil de manusear e de resposta rápida. É uma técnica simples, barata e eficiente na análise qualitativa da composição de uma mistura. Pode ser usada também para acompanhar o curso de uma reação química e determinar a pureza de um dado composto. (RIBEIRO, 2008). 
História da Cromatografia
A cromatografia teve origem na Rússia e foi inventada pelo botânico russo Mikhail Tswett em 1901. Ele desenvolveu a técnica enquanto estudava os pigmentos das plantas, como a clorofila e os carotenoides. Tswett usou uma coluna de carbonato de cálcio (fase estacionária) para separar esses pigmentos, aplicando um solvente (fase móvel) para eluir os diferentes componentes, que formavam bandas coloridas distintas ao longo da coluna. Ele chamou essa técnica de "cromatografia", que vem do grego "chroma" (cor) e "graphein" (escrever), devido à separação visual de pigmentos coloridos.
Cromatografia na Orgânica
A cromatografia é uma técnica super importante na química orgânica, usada para separar, identificar e quantificar compostos em misturas. Sua versatilidade faz dela uma aliada valiosa em várias áreas, como pesquisa, controle de qualidade, análise ambiental e farmacêutica. Com a cromatografia, é possível separar substâncias de uma mistura, o que é essencial para purificar compostos orgânicos, especialmente quando estamos criando novos produtos químicos. Além disso, técnicas como a cromatografia em camada fina (CCF) ajudam a identificar o que há em uma mistura, comparando com padrões conhecidos; um exemplo simples disso é separar os pigmentos de uma folha ou verificar a pureza de um composto sintético. A cromatografia gasosa (CG) permite medir quanto de cada composto está presente em uma amostra, o que é vital em indústrias para garantir a qualidade dos produtos. Essa técnica também é útil para acompanhar reações químicas, ajudando a descobrir quanto tempo leva para os reagentes se transformarem em produtos. Na química orgânica, a cromatografia é frequentemente utilizada para extrair compostos bioativos de plantas, como flavonoides e alcaloides, que podem ter benefícios à saúde. Entre os métodos mais comuns, a cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) é amplamente utilizada na indústria farmacêutica, garantindo que os medicamentos tenham a dosagem correta e a qualidade necessária. A cromatografia gasosa (CG) é perfeita para analisar compostos voláteis, como os aromas dos alimentos ou a detecção de poluentes no ar. A cromatografia de troca iônica é usada para purificar aminoácidos e proteínas, sendo fundamental em biotecnologia e desenvolvimento de fármacos. Por fim, a cromatografia supercrítica, um método mais moderno que combina características de gases e líquidos, é ideal para separar compostos complexos, como lipídios. Em resumo, a cromatografia é uma ferramenta essencial na química orgânica e tem um papel crucial em muitas áreas do conhecimento. Sua capacidade de separar e analisar compostos torna-a indispensável em laboratórios de pesquisa e na indústria, e é fascinante ver como essa técnica ajuda a desvendar a complexidade das substâncias que nos cercam.
Métodos Cromatográficos
Os métodos cromatográficos são essenciais para a química orgânica devido à sua capacidade de resolver misturas complexas em componentes individuais, permitindo uma análise precisa e eficaz. A escolha do método adequado depende de vários fatores, incluindo a natureza dos compostos a serem separados, a quantidade disponível, e o objetivo da análise.
Por exemplo, a CLAE é preferida para análises de substâncias não voláteis e de baixa pressão de vapor, enquanto a CG é ideal para compostos voláteis. Além disso, a CCD é uma técnica de baixo custo e simples, sendo frequentemente utilizada em laboratórios de ensino e pesquisa. Por outro lado, a CLAE e a CG, apesar de mais complexas, oferecem alta resolução e sensibilidade, sendo indispensáveis na indústria e na pesquisa avançada.
Cromatografia em Camada Delgada (CCD): Esta técnica utiliza uma placa revestida com uma fase estacionária e permite a separação de compostos em pequenas quantidades. A CCD é amplamente utilizada para monitorar reações químicas e para a identificação preliminar de substâncias.
Equipamentos
1. Placas de CCD
2. Câmara de Desenvolvimento
3. Solventes
4. Injetores de Amostra
5. Sistema de Revelação
6. Cortadores de Placa
7. Balanças
8. Documentação (papel milimetrado/software)
Etapas do processo
1. A placa de CCD é preparada e revestida com a fase estacionária.
2. A amostra é aplicada em pequenas quantidades na forma de pontos ou linhas na base da placa.
3. A placa é imersa na fase móvel, que se desloca pela placa, separando os componentes da amostra.
4. Após o desenvolvimento, os compostos podem ser visualizados através de técnicas como UV, corantes ou reações químicas.
Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE): A CLAE é uma das técnicas mais poderosas para a separação de compostos orgânicos. Utiliza uma fase móvel líquida e uma coluna contendo a fase estacionária. É amplamente utilizada na análise de fármacos, alimentos e produtos químicos.
Equipamentos
1. Sistema de Bombeamento
2. Injetor de Amostra
3. Coluna Cromatográfica
4. Detector
5. Sistema de Coleta
6. Computador/Software de Análise
7. Tanque de Solventes
8. Filtradores de Solventes
Etapas do processo
1. A amostra é introduzida na colunaatravés de um injetor.
2. A fase móvel é bombeada através da coluna, forçando a amostra a interagir com a fase 
estacionária. 
3. Os componentes da amostra se separam ao longo da coluna, dependendo de suas interações.
4. Após a separação, os componentes são detectados por um detector (como UV, fluorescência ou espectrometria de massa) que fornece informações sobre a quantidade e a identidade dos compostos.
Cromatografia Gasosa (CG): Esta técnica é adequada para a separação de compostos voláteis. Utiliza uma fase móvel gasosa e é amplamente aplicada em análises ambientais, como a detecção de poluentes, e na indústria de alimentos.
Equipamentos
1. Injetor
2. Coluna Cromatográfica
3. Detector
4. Sistema de Bombeamento
5. Tanque de Gás
6. Controlador de Temperatura
7. Computador/Software de Análise
8. Filtradores
Etapas do processo
1. A amostra deve ser vaporizada, podendo ser líquida ou gasosa.
2. A amostra vaporizada é injetada na coluna por meio de um injetor.
3. À medida que a fase móvel flui pela coluna, os compostos se separam com base em suas interações com a fase estacionária.
4. Os componentes separados são detectados por dispositivos como espectrômetros de massa, detectores de ionização de chama (FID) ou detectores de captura de elétrons (ECD), que geram um cromatograma.
Cromatografia de Interação Hidrofóbica (CIH): É uma técnica de purificação utilizada principalmente para proteínas e peptídeos, aproveitando a interação hidrofóbica entre as moléculas e a fase estacionária.
Equipamentos
1. Coluna Cromatográfica
2. Sistema de Bombeamento
3. Injetor de Amostra
4. Detector
5. Tanque de Solventes
6. Sistema de Controle de Temperatura
7. Computador/Software de Análise
Etapas do processo
1. A coluna é preenchida com a fase estacionária apropriada e equilibrada com uma solução tampão de alta salinidade.
2. A amostra, geralmente em um meio aquoso, é injetada na coluna.
3. Os componentes hidrofóbicos se ligam à fase estacionária, enquanto os compostos mais polares são eluídos rapidamente. Gradualmente, a concentração de sal na fase móvel é reduzida, permitindo que as moléculas hidrofóbicas sejam eluídas em diferentes etapas.
4. Os compostos eluídos podem ser coletados e analisados por métodos como espectrofotometria ou eletroforese.
Cromatografia em Coluna: Este método é usado para a purificação de compostos em escala maior, onde a amostra é passada por uma coluna contendo a fase estacionária. É muito utilizada em laboratórios de síntese orgânica.
Equipamentos
1. Coluna Cromatográfica
2. Fase Estacionária
3. Bomba de Solvente
4. Injetor de Amostra
5. Frações de Coleta
6. Detector
7. Tanque de Solventes
8. Suporte para Coluna
Etapas do processo
1. A coluna é preenchida com a fase estacionária, que é equilibrada com o solvente da fase móvel.
2. A amostra é aplicada na parte superior da coluna.
3. A fase móvel é passada pela coluna, forçando a amostra a interagir com a fase estacionária. Os componentes da amostra se separam com base em suas propriedades, sendo eluídos em diferentes tempos.
4. Os eluídos são coletados em frascos separados, permitindo a análise posterior de cada fração.
Conclusão
A cromatografia representa um conjunto de ferramentas indispensáveis na análise e purificação de compostos orgânicos. A diversidade de métodos disponíveis permite que os químicos escolham a técnica mais adequada para suas necessidades específicas, contribuindo significativamente para o avanço da química orgânica e suas aplicações. À medida que novas tecnologias e abordagens continuam a ser desenvolvidas, espera-se que a cromatografia evolua, oferecendo ainda mais oportunidades para a investigação científica e a inovação industrial.
Referências bibliográficas
AHMAD DAR, A.; SANGWAN, P. L.; KUMAR, A. Chromatography: An important tool for drug discovery. Journal of Separation Science, v. 43, n. 1, p. 105–119, 1 jan. 2020.
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MARTINS, Ana; PEREIRA, João. A importância da cromatografia na química orgânica. Revista Brasileira de Química, v. 32, n. 4, p. 123-135, 2022.
 RIBEIRO, N. M. & NUNES, C. R. Análise de pigmentos de pimentões por cromatografia em papel. Química Nova na Escola, n 20, agosto de 2008.
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