Aula 6 (Parâmetros Cromatográficos fatores determinantes)

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Cromatografia InstrumentalCromatografia Instrumental
Alexandre SchulerAlexandre Schuler
Departamento de Engenharia Química
Universidade Federal de Pernambuco
Sexta Aula
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOSPARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
Fatores Determinantes
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
Os parâmetros mais importantes em Cromatografia são:
� Tempo de retenção absoluto (tr)
� Retenção Relativa (RR)� Retenção Relativa (RR)
� Tempo de retenção corrigido (tr’)
� Fator capacidade (k’)
� Fator de separação (α)
� Número de pratos teóricos (n)
� Número efetivo de pratos teóricos (nef)
� Resolução
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
� Tempo de retenção absoluto (tr)
� Medido a partir do momento da injeção;
� É influenciado pelo erro do operador;� É influenciado pelo erro do operador;
� Varia com o volume morto da coluna.
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
� Tempo de retenção corrigido (tr’)
� Medido a partir do t0 (ver abaixo);
� Não é influenciado pelo erro do operador;� Não é influenciado pelo erro do operador;
� Não varia com o volume morto da coluna.
O tempo t0 é o tempo de retenção de uma substância inerte (que não 
tem qualquer afinidade com a fase estacionária). Esse tempo pode 
ser calculado dividindo-se o volume da coluna pela vazão. Desse 
modo é possível confirmar se uma substância é inerte ou não.
or
'
r ttt −=
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
� Retenção Relativa (RR)
� Medido a partir do tr de uma referência 
(ver abaixo);
� Não é influenciado pelo erro do operador.
rr
ri
t
t
 RR =
O índice i indica uma substância qualquer da amostra e o índice r
indica uma delas tomada como referência.
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
� Fator capacidade (k’)
O fator capacidade (k') mede quantas vezes o analito é retido 
na coluna mais que uma substância inerte e é determinado 
experimentalmente com auxílio da equação:
o
or
t
tt
k'
−
=
experimentalmente com auxílio da equação:
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
� Fator de separação (α)
O fator de separação (α) é semelhante à retenção relativa, 
mas emprega os tempos de retenção corrigidos.
1
r2
t'
t'
r
=α
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
� Número de pratos teóricos (n)
O número de pratos teóricos (n) corresponde ao número de pontos de 
equilíbrio que existem em uma coluna cromatográfica e é uma forma 
de avaliar a sua eficiência (capacidade de separar duas substâncias). 
2
r
L
D
16 n 





=
de avaliar a sua eficiência (capacidade de separar duas substâncias). 
Também pode ser expresso em pratos por metro.
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
� Número de pratos teóricos (cont.)
Dr (distância de retenção) é o correspondente ao tempo de retenção 
expresso em milímetros e medido a partir do cromatograma 
impresso. L é a largura do pico na base, medido da mesma forma 
2
r
L
t
16 n 





=
impresso. L é a largura do pico na base, medido da mesma forma 
que Dr. Se a Dr for substituída pelo tr, a largura L deve ser medida 
em unidades de tempo, dividindo-se L pela velocidade do papel.
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
� Número efetivo de pratos teóricos (nef)
O número efetivo de pratos teóricos (nef) é equivalente ao número de 
pratos teóricos (n), substituindo-se o tempo de retenção absoluto 
pelo tempo de retenção corrigido.pelo tempo de retenção corrigido.
2
r
ef
L
t'
 16N 





=
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
� Resolução
A Resolução (Rs) é outro parâmetro que mede a eficiência de uma 
coluna cromatográfica.
)/2L L(
 t- t
 Rs
12
rr 12
+
=
Os experimentos apresentados a seguir ilustram e comprovam 
FATORES DETERMINANTES
Os experimentos apresentados a seguir ilustram e comprovam 
a equação de van Deemter, mostrando como cada variável do 
processo influi na separação.
FATORES QUE AFETAM A SEPARAÇÃOFATORES QUE AFETAM A SEPARAÇÃO
� Natureza da Fase Estacionária
� Polaridade
� Pontes de Hidrogênio
� Concentração da Fase Estacionária� Concentração da Fase Estacionária
� Natureza da Fase Móvel
� Vazão da Fase Móvel
� Temperatura
POLARIDADE DA FASE ESTACIONÁRIAPOLARIDADE DA FASE ESTACIONÁRIA
Fase Estacionária polarFase Estacionária não polar
PONTE DE HIDROGÊNIOPONTE DE HIDROGÊNIO
CONCENTRAÇÃO DA FASE ESTACIONÁRIACONCENTRAÇÃO DA FASE ESTACIONÁRIA
NATUREZA DA FASE MÓVELNATUREZA DA FASE MÓVEL
A Fase Móvel praticamente só influi na separação na Cromatografia em 
Fase Líquida.
Fase Móvel: Água/Acetonitrila: 20/80 (A); 40/60 (B); 60/40 (C).
A B C
VAZÃO DA FASE MÓVELVAZÃO DA FASE MÓVEL
2
r
L
t
16 n 





=
TEMPERATURA DA COLUNATEMPERATURA DA COLUNA
TEMPERATURA DA COLUNATEMPERATURA DA COLUNA
Fase Móvel
Fase 
Estacionária
Efeito do aumento da temperatura
GÁS SÓLIDO
Aumenta solubilidade na FM e diminui 
adsorção da FE.
DIMINUI A SEPARAÇÃO
GÁS LÍQUIDO
LÍQUIDO SÓLIDO
LÍQUIDO LÍQUIDO
DIMINUI A SEPARAÇÃO
Aumenta solubilidade na FM 
mais do que na FE.
DIMINUI A SEPARAÇÃO
Aumenta solubilidade na FM e 
diminui adsorção da FE.
DIMINUI A SEPARAÇÃO
Aumenta solubilidade na FM e na FE 
na mesma proporção.
NÃO INFLUI NA SEPARAÇÃO
Fim da Sexta Aula