Cromatografia Gasosa

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Cromatografia Gasosa 
Acadêmicos: Elaine Honoria
Rafael Castro
Thiago Cruz
José Ricardo
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    Informações gerais A Cromatografia Gasosa (CG) é uma técnica para separação e análise de misturas de substâncias voláteis. A amostra é vaporizada e introduzida em um fluxo de um gás adequado denominado de fase móvel ( FM) ou gás de arraste . Este fluxo de gás com a amostra vaporizada passa por um tubo contendo a fase estacionária FE (coluna cromatográfica), onde ocorre a separação da mistura. A FE pode ser um sólido adsorvente (Cromatografia Gás-Sólido) ou, mais comumente, um filme de um líquido pouco volátil, suportado sobre um sólido inerte (Cromatografia Gás-Líquido com Coluna Empacotada ou Recheada) ou sobre a própria parede do tubo (Cromatografia Gasosa de Alta Resolução). Na cromatografia gás-líquido (CGL), os dois fatores que governam a separação dos constituintes de uma amostra são: - a solubilidade na FE: quanto maior a solubilidade de um constituinte na FE, mais lentamente ele caminha pela coluna. - a volatilidade: quanto mais volátil a substância (ou, em outros termos, quanto maior a pressão de vapor), maior a sua tendência de permanecer vaporizada e mais rapidamente caminha pelo sistema. 
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As substâncias separadas saem da coluna dissolvidas no gás de arraste e passam por um detector; dispositivo que gera um sinal elétrico proporcional à quantidade de material eluido. O registro deste sinal em função do tempo é o cromatograma, sendo que as substâncias aparecem nele como picos com área proporcional à sua massa, o que possibilita a análise quantitativa 
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Detalhes do Equipamento 
A amostra é transportada por uma corrente de gás através de uma coluna empacotada com um sólido recoberta com uma película de um líquido. Devido a sua simplicidade, sensibilidade e efetividade para separar os componentes de misturas, a cromatografia de gás é uma das ferramentas mais importantes em química. É amplamente usada para análises quantitativos e qualitativos de espécies químicas e para a determinar constantes termoquímicas tais como calores de solução e vaporização, pressão de vapor e coeficientes de atividade. A cromatografia de gás é também usada para monitorar os processos industriais de forma automática: analisam-se as correntes de gás periodicamente e realizam-se reações de forma manual ou automática para compensar variações não desejadas. 
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1 - Reservatório de Gás
e Controles de Vazão /
Pressão.
2 - Injetor (Vaporizador)
de Amostra.
3 - Coluna
Cromatográfica e Forno
da Coluna.
4 - Detector.
5 - Eletrônica de
Tratamento
(Amplificação) de Sinal.
6 - Registro de Sinal
(Registrador ou
Computador).
 
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Muitas análises de rotina são realizadas rapidamente no campo medicinal e outros. Por exemplo, por meio do uso de apenas 0.1 centímetros cúbicos (0.003 onças) de sangue, pode-se determinar as porcentagens de oxigênio dissolvido, nitrogênio, dióxido de carbono e monóxido de carbono. A cromatografia de gás é útil também na análise de contaminantes do ar, álcool no sangue, óleos essenciais e produtos alimentícios. 
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O método consiste primeiramente na introdução da mistura de prova ou amostra em uma corrente de gás inerte, normalmente hidrogênio, hélio, nitrogênio ou argônio, que atuarão como gás de arrastre. As amostras líquidas vaporizam-se antes da injeção no gás de arrastre. O fluxo de gás passa pela coluna empacotada através da qual os componentes da amostra se deslocam a velocidades influenciadas pelo grau de interação de cada componente com a fase estacionária não volátil. As substâncias que têm a maior interação com a fase estacionária são retidas por mais tempo e, por tanto, separadas daquelas de menor interação. À medida que as substâncias eluem da coluna, podem ser quantificadas por um detector e/ou tomadas para outra análise. 
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Existem dois tipos de cromatografia de gás: cromatografia Gás - Sólido (CGS) e cromatografia Gás - Líquida (CGL). A cromatografia Gás - Sólida se baseia na base sólida estacionária, na qual a retenção das substâncias analisáveis é a conseqüência da absorção física. A cromatografia Gas -Líquida é útil para separar íons ou moléculas dissolvidas em um solvente. Se a solução de amostra estiver em contato com um segundo sólido ou fase líquida, os diferentes solutos interagem com a outra fase em diferentes graus, devido a diferenças de adsorção, intercâmbio de íons, partição, ou tamanho. Estas diferenças permitem que os componentes da mistura se separem usando estas diferenças para determinar o tempo de retenção dos solutos através da coluna. 
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Gás de arrastre 
A escolha do gás de arrastre depende do tipo de detector que é utilizado e dos componentes a determinar. Os gases de arrastre para cromatógrafos devem ser de alta pureza e quimicamente inertes, por exemplo, hélio (He), argônio (Ar), nitrogênio (N2) e hidrogênio (H2). O sistema de gás arrastre pode conter um filtro molecular para a remoção de água e outras impurezas. 
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Sistema de injeção de amostra 
Os sistemas de injeção mais comuns para a introdução de amostras de gás em seringa. 
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Injeção direta com seringa 
As amostras gasosas e líquidas podem ser injetadas com uma seringa. Na forma mais simples a amostra é injetada primeiro em uma câmara aquecida, onde se evapora antes de ser transferida para a coluna. Quando são utilizadas colunas empacotadas, a primeira parte da coluna, em geral, serve como câmara de injeção, aquecida separadamente a uma temperatura adequada. Para colunas capilares utiliza-se uma câmara de injeção separada onde somente uma pequena parte da amostra vaporizada/ gasosa é transferida à coluna, este método é conhecido como split-injectíon. Isto é necessário para não sobrecarregar a coluna com volume de amostra. 
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Detector por ionização de chama 
Um detector de ionização de chama (FID ou DIC) consiste em uma chama de hidrogênio (H2)/ ar e um prato coletor. O efluente passa da coluna do CG através da chama, a qual divide em moléculas orgânicas e produz íons. Os íons são recolhidos em um eletrodo negativo e produzem um sinal elétrico. O FID é extremamente sensível com uma faixa dinâmica grande. Sua única desvantagem é que destrói a amostra. 
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Os detectores por ionização de chama são usados para detectar hidrocarbonetos (HC) como o metano (CH4), etano (C2H6), acetileno (C2H2), etc. 
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A amostra a ser analisada mistura-se com hidrogênio (H2), hidrogênio mais hélio (He) ou hidrogênio mais nitrogênio (N2). Os íons e elétrons que se formaram na chama ficam presos em um eletrodo coletor permitem que uma corrente flua no circuito externo. A corrente é proporcional aos íons formados, o que depende da concentração de hidrocarbonetos nos gases e é detectada por um eletrômetro e mostrado na saída análoga. 
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O FID oferece uma leitura rápida, precisa e contínua da concentração total de HC para níveis tão baixos como ppb. 
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O consumo crescente de produtos naturais, utilizados como alimentos ou como medicamentos, trouxe-nos a preocupaçäo de verificar a qualidade de alguns desses produtos. Essa verificaçäo foi realizada por cromatografia em fase gasosa, através de análise dos ácidos graxos de 60 amostras de óleo de amêndoas, 33 de óleo de germe de trigo, 16 de óleo de gergilim, 16 de óleo de alho, 14 de óleo de fígado de bacalhau e 8 de óleo de semente de uva. No caso dos óleos de germe de trigo e fígado de bacalhau foi também verificado, por via espectrofotométrica, o teor de vitaminas E e A respectivamente. Das amostras analisadas 79% dos óleos de germe de trigo, 77% dos óleos de amêndoas, 6 (38%) das de gergilim, e 2 (14%) das de fígado de bacalhau estavam falsificadas. Todas as amostras de óleo de semente de uva se apresentavam puras. Concluiu-se que a cromatografia em fase gasosa é um método adequado para a verificaçäo da pureza de todos os óleos analisados
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Foram analisados comprimidos de Ecstasy provenientes de sete diferenteslotes da droga apreendidos em São Paulo, visando à pesquisa de metilenodioxifenilalquilaminas. Em seis amostras foi detectada a presença de 3, 4-metilenodioximetanfetamina (MDMA), sendo que numa delas foi encontrada também cafeína. Apenas numa, foi identificada a 3, 4-metilenodioxietilanfetamina (MDEA). A cromatografia em fase gasosa com detector de nitrogênio/fósforo (CG/DNP) e a espectrometria de massas acoplada à cromatografia em fase gasosa (CG/EM) foram utilizadas como técnica de triagem e confirmação, respectivamente 
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