Cromatografia: Fundamentos e Aplicações

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Cromatografia 
Fundamentos, Instrumentação e Aplicações
Martha Adaime
(UFSM)
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
Departamento de Química
Programa de Pós Graduação em Química
Grupo de Pesquisa em Análises Cromatográficas
Programa
Fundamentos Gerais da Cromatografia
- Fundamentos e Classificação Geral
- Principais mecanismos de separação
- Principais Parâmetros Cromatográficos: tR, n, Rs, α e relação entre eles
Cromatografia Gasosa (GC)
•Fundamentos Teóricos;
•Instrumentação (Injetores, Colunas e Fases Estacionárias, Fase móvel, Detectores)
•Aplicações;
•Estado da Arte e Tendências.
Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC)
•Fundamentos Teóricos;
•Modos de Separação: adsorção, partição, troca iônica, exclusão;
•Instrumentação (Bombas, Injetores, Colunas e Fases Estacionárias, Fase móvel,
Principais Detectores);
•Aplicações;
•Estado da Arte e Tendências.
Cromatografia Acoplada à Espectrometria de Massas
•GC-MS/MS
•LC-MS/MS
2
Por que usar CROMATOGRAFIA ? ? ?
3
HISTÓRICO
M. TSWEET (1903): Separação de misturas de
pigmentos vegetais em colunas recheadas com
adsorventes sólidos e solventes variados.
éter de
petróleo
CaCO3
mistura de
pigmentos
pigmentos
separados
Cromatografia =
kroma [cor] + graph [escrever]
(grego)
4
Princípio Básico
Separação de misturas por interação diferencial dos seus
componentes entre uma FASE ESTACIONÁRIA (líquido ou
sólido) e uma FASE MÓVEL (líquido ou gás).
5
Classificação da Cromatografia
Cromatografia
Planar Coluna 
FM Líquida
C.Camada
Delgada
C.Papel
FM Gasosa FM Líquida
C. Gasosa CLAECCC
CCC-Cromatografia em Coluna Clássica.
CLAE-Cromatografia Líquida de Alta Eficiência.
6
Cromatógrafo a Gás
1
2
3
4
6
5
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).
7
Cromatógrafo a Líquido
8
Fase Estacionária
• Sólida - é constituída por adsorventes sólidos (pó), 
tais como Sílica, Alumina, Carvão ativo, Zeólitos
sintéticos, etc. 
A base para a separação, neste caso, é a Adsorção.
• Líquida - é constituída por uma película delgada (de 
líquidos orgânicos de alto ponto de ebulição) que 
impregnam o sólido (pó) inerte ou a parede interna 
da coluna capilar. 
A base para a separação, neste caso, é a Partição
da amostra dentro ou fora da película líquida, devido 
a solubilidade seletiva dos compostos.
9
Fase Móvel
Gasosa - Na Cromatografia Gasosa a Fase Móvel é o 
próprio Gás de Arraste cuja função é transportar os 
analitos através do Sistema (Injetor /Coluna 
/Detector). 
Os principais Gases de Arraste são o Hélio, 
Nitrogênio, Hidrogênio e o Argônio. 
Líquida – Na Cromatografia Líquida emprega-se uma 
mistura de solventes, denominada Eluente, como Fase 
Móvel. Os principais são: metanol, acetonitrila e água.
10
Mecanismos da Cromatografia
apolar
F
lu
x
o
polar
polar
apolar
F
lu
x
o
11
Mecanismos da Cromatografia
12
Mecanismos da Cromatografia
13
TEORIA BÁSICA
Constante de Distribuição, KC
Ocorre um equilíbrio de distribuição do 
analito entre a FE e a FM.
 
 M
S
C
A
A
K 
KC = Constante de Distribuição
[A]S = concentração do analito na FE
[A]M = concentração do analito na FM
MENOR RETENÇÃO !!!
Volatilidade [A]M
Afinidade pela FE [A]S
14
TEORIA BÁSICA
Quantificação da Eficiência
Cada “estágio” de equilíbrio é 
chamado de PRATO TEÓRICO
Coluna mais 
eficiente
tR
wb
n
15
Número de pratos teóricos (n)
n = 16 (tR / wb)
2
n = segmento da coluna onde se atinge um equilíbrio entre 
fase móvel, estacionária e analito
quanto > n  > rendimento da coluna (picos mais finos)
Injeção 
tR
16
Tempo de Retenção / Largura Pico
tR = tempo de retenção
to = tempo de volume morto
wb = largura da base
Injeção
Tempo
tR
17
Seletividade ()
 = k2´/k1´
 = posição relativa de 2 picos
Ideal:  > 1
Tempo
K1’ = 1.5 K2’ = 2.1
18
Resolução (Rs)
Rs = 2 (tR2 – tR1)
2 / wb1 + wb2
Rs = separação real dos picos
Rs = 0 (sem separação), 
Rs = 1 (separação parcial), 
Rs = 1.5 (separação na linha base)
Injeção
W W
t
Tempo
19
A migração um analito pela 
coluna provoca 
inevitavelmente o 
alargamento da sua banda.
TEMPO
Efeitos do alargamento excessivo de picos:
Separação deficiente de analitos 
com retenções próximas
Picos mais largos e menos 
intensos = menor detectabilidade
EFICIÊNCIA: Capacidade de eluição com o mínimo de dispersão do analito.
Eficiência de Sistemas Cromatográficos
20
INTRODUÇÃO A 
CROMATOGRAFIA GASOSA
Martha Adaime
Depto de Química-CCNE
UFSM
CROMATOGRAFIA GASOSA
Aplicabilidade
Quais misturas podem ser separadas por CG ?
Misturas cujos constituintes sejam
VOLÁTEIS (=“evaporáveis”)
(para uma substância qualquer poder ser
“arrastada” por um fluxo de um gás ela
deve ser dissolver - pelo menos parcialmente -
nesse gás)
DE FORMA GERAL:
CG é aplicável para separação e análise de misturas cujos constituintes tenham
PONTOS DE EBULIÇÃO de até 300 oC e que termicamente estáveis.
22
O Cromatógrafo a Gás
1
2
3
4
6
5
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).
23
INSTRUMENTAÇÃO
Gás de Arraste
Fase Móvel em CG: NÃO interage com a amostra - apenas a 
carrega através da coluna. Assim é usualmente referida como 
GÁS DE ARRASTE
Requisitos:
INERTE Não deve reagir com a amostra, fase estacionária ou 
superfícies do instrumento.
PURO Deve ser isento de impurezas que possam degradar a 
fase estacionária.
Impurezas típicas em gases e seus efeitos:
oxida / hidroliza algumas FE
incompatíveis com DCE
H2O, O2
hidrocarbonetos ruído no sinal de DIC 24
Curvas de Van Deemter para diferentes Gases de Arraste
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
Velocidade linear média (cm/seg) u
He
H
N 2
2
C at 175 °C
k = 4.95
Vidro W.C.O.T.
OV.101
25m x 0.25 mm
17
H
E
T
P
 (
m
m
)
10 20 30 40 50 60 70 80 90
25
FASE MÓVEL ou Gás de Arraste
Requisitos:
CUSTO Gases de altíssima pureza podem ser muito caros.
COMPATÍVEL COM DETECTOR Cada detector demanda um 
gás de arraste específico para melhor funcionamento.
C
U
S
T
O
PUREZA
A
B
C
A = 99,995 % (4.5)
B = 99,999 % (5.0)
C = 99,9999 % (6.0)
26
LINHA DE GÁS
Componentes necessários à linha de gás:
controladores de vazão / pressão de gás
dispositivos para purificação de gás (“traps”)
1
2
3
4
5
6
1 - Cilindro de Gás
2 - Regulador de Pressão Primário
3 - “Traps” para eliminar impurezas do gás
4 - Regulador de Pressão Secundário
5 - Regulador de Vazão (Controlador Diferencial de Fluxo)
6 - Medidor de Vazão (Rotâmetro) 
27
Dispositivos de Injeção de Amostra
Os dispositivos para injeção (INJETORES ou 
VAPORIZADORES) devem prover meios de introdução 
INSTANTÂNEA da amostra na coluna cromatográfica
Injeção instantânea:
Injeção lenta:
t = 0
t = x
t = 0
t = x 28
Injeção Split (com Divisão)
Considerando a geometria dos injetores split-splitless, a razão de divisão
normalmente é ajustada variando-se a vazão total de entrada de gás de arraste: 
CONTROLEDE 
VAZÃO TOTAL
Deve ser regulado 
até o SR desejado
CONTROLE DE PRESSÃO
Altera pressão  vazão na
coluna (NÃO DEVE SER 
MODIFICADA VISANDO 
REGULAGEM DE SR !!!!!)
29
Injetor “on-column” Convencional
1
2
3
4
1 - Septo (silicone)
2 - Alimentação de gás de arraste)
3 - Bloco metálico aquecido
4 - Ponta da coluna cromatográfica
30
Injeção “on-column” de líquidos
2 3
1 - Ponta da agulha da microseringa é introduzida no início da coluna.
2 - Amostra injetada e vaporizada instantâneamente no início da coluna.
3 - “Plug” de vapor de amostra forçado pelo gás de arraste a fluir pela coluna.
1
31
Parâmetros de Injeção
TEMPERATURA DO INJETOR Deve ser suficientemente elevada para que a 
amostra vaporize-se imediatamente, mas sem decomposição
Regra Geral: Tinj = 50 
oC acima da temperatura de 
ebulição do componente menos volátil
VOLUME INJETADO Depende do tipo de coluna e do estado físico da amostra
COLUNA
Amostras
Gasosas
Amostras
Líquidas
empacotada
 = 3,2 mm (1/4”)
0,1 ml ... 50 mL0,2 L ... 20 L
capilar
 = 0,25 mm
0,001 ml ... 0,1 mL0,01 L ... 3 L
Sólidos: convencionalmente se dissolve em um solvente 
adequado e injeta-se a solução 32
Microsseringas para Injeção
LÍQUIDOS Capacidades típicas: 1, 5 e 10 L
êmbolo
corpo (pirex)
agulha (inox 316)
Microseringa de 10  L:
Microseringa de 1  L (seção ampliada):
corpo
guia
êmbolo (fio de aço 
soldado ao guia)
agulha
33
Colunas: Definições Básicas
EMPACOTADA
 = 3 a 6 mm
L = 0,5 m a 5 m
CAPILAR
 = 0,1 a 0,5 mm
L = 5 m a 100 m
34
INSTRUMENTAÇÃO
Colunas: Definições Básicas
Coluna empacotada e capilar.
Empacotadas 
analíticas:
- Aço inoxidável;
- 1 – 4 mm (d.i.)
- 1 – 3 m 
Capilares:
- Sílica fundida;
- Poliimida;
-  0,32 mm (d.i.)
- 10 – 100 m 
35
TEORIA BÁSICA
Quantificação da Eficiência
ALTURA EQUIVALENTE A UM PRATO TEÓRICO (H) “Tamanho” de cada 
estágio de equilíbrio
Valores típicos de H e N:
dC df H N
0.10 0.25 0.081 370370
0.25 0.25 0.156 192308
0.32 0.32 0.200 150000
0.32 0.50 0.228 131579
0.32 1.00 0.294 102041
0.32 5.00 0.435 68966
0.53 1.00 0.426 70423
0.53 5.00 0.683 43924
2.16 10% 0.549 3643
2.16 5% 0.500 4000
Capilares, L = 30 m
Empacotadas, L = 2 m
Valores de H para colunas capilares e empacotadas são próximos, mas como 
L para capilares é MUITO maior tipicamente elas são mais eficientes
(L = comprimento da coluna)
36
Temperatura da Coluna
PRESSÃO DE VAPOR (p0).
p0 = f
Estrutura química
do analito
Temperatura 
da coluna
Temperatura
da
coluna
Pressão
de
vapor
Velocidade
de
migração
ANALITO ELUI MAIS RAPIDAMENTE
37
Temperatura da Coluna
T
E
M
P
E
R
A
T
U
R
A
 D
A
 
C
O
L
U
N
A
38
Programação Linear de Temperatura
Misturas complexas (constituintes com volatilidades 
muito diferentes) separadas ISOTERMICAMENTE:
TCOL BAIXA:
TCOL ALTA:
39
Programação Linear de Temperatura
A temperatura do forno pode ser variada linearmente durante a separação:
TEMPO
T
E
M
P
E
R
A
T
U
R
A
tINI tFIM
TINI
TFIM
R
Parâmetros de uma programação de temperatura:
40
Programação Linear de Temperatura
Possíveis problemas associados à PLT:
VARIAÇÕES DE VAZÃO DO GÁS DE ARRASTE A viscosidade
de um gás aumenta com a temperatura.
viscosidade vazão
DERIVA (“DRIFT”) NA LINHA DE BASE Devido ao aumento
de volatilização de FE líquida
41
42
FASES ESTACIONÁRIAS
LÍQUIDOS Depositados sobre a superfície de: só-lidos porosos inertes 
(colunas empacotadas) ou de tubos finos de materiais inertes (colunas 
capilares)
FE
líquida
SUPORTE
Sólido inerte 
poroso
Tubo capilar de 
material inerte
Para minimizar a perda de FE líquida por volatilização, normalmente 
ela é:
Entrecruzada Quimicamente ligadas
43
FASES ESTACIONÁRIAS
SELETIVA Deve interagir diferencialmente com os 
componentes da amostra.
A FE deve ter características tanto quanto possível próximas das
dos solutos a serem separados (polar, apolar, aromático ...)
FE Seletiva: separação 
adequada dos 
constituintes da 
amostra
FE pouco Seletiva: má 
resolução mesmo com 
coluna de boa eficiência
44
FASES ESTACIONÁRIAS
Substituintes Nomes Comerciais Observações
- - SE-30 OV-1 OV-101 SP-2100 mais apolares da série
pouco seletivas
carborano ? - Dexsil 300GC similar a PDMS
estável até > 400oC
fenil 5 % - SE-52 SE-54 OV-3 OV-5
OV-73
pouco polar
cianopropil 7% fenil 7% OV-1701 SPB-7 CP-Sil 19CB moderadamente polar
fenil 50 % - OV-17 SP-2250 HP-50+
SPB-50
moderadamente polar
retém aromáticos
trifluoropropil 50% - OV-210 QF-1 moderadamente polar
retém compostos carbonílicos
cianopropil 50% fenil 50% OV-225 SP-2300 CP-Sil
43CB
polar
retem doadores de elétrons
cianopropil 100% - SP-2340 SP-2330 Silar-9 CP altamente polar
Diferenças entre FE de composição similar provenientes 
de fornecedores diferentes: pureza, viscosidade.
45
FASES ESTACIONÁRIAS
Famílias de FE Líquidas
Separação de pesticidas - FE = 100 % PDMS
1 - TCNB
2 - Dichloram
3 - Lindano
4 - PCNB
5 - Pentacloroanilina
6 - Ronilano
7 - Antor
8 - pp’-DDE
9 - Rovral
10 - Cypermetrin
11 - Decametrin
Coluna: CP-Sil 5 (25 m x 0,32 mm x 0,12 m)
TCOL:195 
oC (6,5 min) / 195 a 275 oC (10 oC min-1)
Gás de Arraste: He @ 35 cm min-1 Detector: FID
Amostra: 2 L de solução dos pesticidas “on-column”
17 min
46
FASES ESTACIONÁRIAS
Famílias de FE Líquidas
Separação de piridinas - FE = 100 % CNpropilsilicone
1 - piridina
2 - 2-metilpiridina
3 - 2,6-dimetilpiridina
4 - 2-etilpiridina
5 - 3-metilpiridina
6 - 4-metilpiridina
3 min
Coluna: CP-Sil 43CB (10 m x 0,10 mm x 0,2 m)
TCOL: 110 
oC (isotérmico)
Gás de Arraste: N2 at 16 cm min
-1 Detector: FID
Amostra: 0,1L de solução 1-2% das piridinas em 3-metilpiridina 47
FASES ESTACIONÁRIAS
Famílias de FE Líquidas
Separação de fenóis - FE = fenilmetilsilicones
50% Ph
50% Me
5% Ph
95% Me
48
FASES ESTACIONÁRIAS
FE Quirais
Separação de isômeros óticos:
FÁRMACOS Em muitos fármacos apenas um dos isômeros óticos têm 
atividade farmacológica.
PRODUTOS BIOLÓGICOS Distinção entre produtos de origem 
sintética e natural (natural = normalmente substâncias oticamente puras; 
sintético = muitas vezes são misturas racêmicas).
Propriedades físico-químicas de isômeros óticos são MUITO SIMILARES
FE convencionais não interagem diferencialmente com isômeros óticos
Separação de misturas de isômeros óticos só é possível 
com FE oticamente ativas = FE Quirais
49
ANÁLISE QUALITATIVA
Conceitos Gerais
Fontes de Informações Qualitativas
RETENÇÃO Uso de dados de retenção de um analito para sua
identificação
DETECÇÃO Detectores que fornecem informações estruturais sobre as
substâncias eluídas
Identificação individual das espécies 
contidas na amostra
Determinação da identidade da amostra 
propriamente dita
Aplicações 
Qualitativas de 
CG
50
ANÁLISE QUALITATIVA
Tempos de Retenção
t’R = f
Interações analito / FE
Pressão de vapor do analito
Condições operacionais (TCOL, FC ...)
Fixas as condições operacionais, o tempo de retenção ajustado de 
um analito é uma constante
AMOSTRA
PADRÃO
51
ANÁLISE QUALITATIVA
Tempos de Retenção
Identificação por t’R é muito pouco confiável:
Dependência com FC e TCOL Variações nestas condições 
afetam sensivelmente os t’R
VARIAÇÃO DE  1% 
NO t’R
DTCOL =  0,1%
DFC =  1%
Sobrecarga na coluna Aumento excessivo na massa de 
material eluido deforma o pico cromatográficoe altera o seu tR
M
A
S
S
A
52
ANÁLISE QUALITATIVA
Tempos de Retenção
Comparação de t’R usando dopagem (“spiking”) da amostra com 
o analito suspeito: aumento da confiabilidade de identificação.
53
DETECTORES
Definições Gerais
Dispositivos que geram um sinal elétrico proporcional à 
quantidade eluida de um analito
~ 60 detectores já usados em CG
~ 15 equipam cromatógrafos comerciais
4 respondem pela maior parte das aplicações
DCT TCD
Detector por
Condutividade
Térmica
DIC FID
Detector por
Ionização em
Chama
DCE ECD
Detector por
Captura de
Elétrons
EM MS
Detector 
Espectrométrico de 
Massas 54
INSTRUMENTAÇÃO
Detectores
Mais Importantes:
DETECTOR POR CAPTURA DE ELÉTRONS (DCE OU ECD)
Supressão de corrente causada pela absorção de elétrons por eluatos
altamente eletrofílicos.
DETECTOR POR CONDUTIVIDADE TÉRMICA (DCT OU TCD)
Variação da condutividade térmica do gás de arraste.
DETECTOR POR IONIZAÇÃO EM CHAMA (DIC OU FID) Íons gerados
durante a queima dos eluatos em uma chama de H2 + ar.
REGISTRO
DE
SINAL
ANALÓGICO
Registradores XY
DIGITAL
Integradores
Computadores
55
DETECTORES
Detector por Condutividade Térmica
PRINCÍPIO Variação na condutividade térmica do gás quando da 
eluição de um analito.
Cela de Detecção do DCT:
12
3
5
4
i
1 Bloco metálico (aço)
2 Entrada de gás de arraste
3 Saída de gás de arraste
4 Filamento metálico (liga W-Re) aquecido
5 Alimentação de corrente elétrica para 
aquecimento do filamento
56
DCT: Aplicações
Coluna: CP Sil 5CB
(50 m x 0,32 mm x 5 µm)
Gás de Arraste: He, 3 ml min-1
TCOL: 40 °C Detector: DCT
1 N2 2 CH4
3 CO2 4 n-C2
5 NH3 6 n-C3
7 i-C4 8 n-C4
Separação de Gases e Hidrocarbonetos:
57
Detector por Ionização em Chama
O efluente da coluna é misturado com H2 e 
O2 e queimado. Como numa chama de H2 + 
O2 não existem íons, ela não conduz 
corrente elétrica.
Quando um composto orgânico elui, ele 
também é queimado. Como na sua queima 
são formados íons, a chama passa a 
conduzir corrente elétrica
58
Detector por Captura de Eletrons
Um fluxo contínuo de eletrons lentos é 
estabelecido entre um anôdo (fonte 
radioativa 
b -emissora) e um catodo.
Na passagem de uma substância 
eletrofílica alguns eletrons são 
absorvidos, resultando uma 
supressão de corrente elétrica.
59
Características Operacionais do DCE
SENSIBILIDADE :QMD = 0,01 pg a 1 pg (organoclorados), 
10 fg Lindano (C6H6)
-ECD HP-6890
PESTICIDAS
1 tetracloro-m-xileno
2  - BHC
3 Lindano
4 Heptachlor
5 Endosulfan
6 Dieldrin
7 Endrin
8 DDD
9 DDT
10 Metoxychlor
10 decaclorobifenila
~250 fg cada analito
60
DCE: Aplicações
Contaminantes em ar atmosférico - detecção paralela DIC + DCE
DIC
DCE
1, 2, 3 - Hidrocarbonetos aromáticos
4, 5, 6 - Hidrocarbonetos clorados
61
DETECTORES
Parâmetros Básicos de Desempenho
QUANTIDADE MÍNIMA DETECTÁVEL Massa de um analito que gera um pico 
com altura igual a três vezes o nível de ruído
S
IN
A
L
 
(S
)
RUÍDO (N)
= 3
S
N
RUÍDO Qualquer componente do sinal gerado pelo detector que não se 
origina da amostra
Fontes
de
Ruído
Contaminantes nos gases
Impurezas acumuladas no detector
Aterramento elétrico deficiente 62
DETECTORES
Parâmetros Básicos de Desempenho
LIMITE DE DETEÇÃO Quantidade de analito que gera um pico com S/N = 3 e wb = 
1 unidade de tempo
Mesmo detector, nível de ruído e massa de analito MAS diferentes larguras de 
base:
wb
QMD = f
Detector (sinal gerado, ruído)
Largura do pico cromatográfico
Definindo limite de detecção como:
LD é independente da eficiência do sistema cromatográfico !
[QMD] =
massa
(ng, pg ...)
[LD] = 
massa / tempo
(ng.s-1, pg.s-1 ...)
63
DETECTORES
Classificação
Detector Tipo Gases Seletividade Faixa 
Detecção
Faixa 
Dinâmica
Ionizaçao de 
Chama (FID)
Fluxo de Massa Hidrogenio e ar
Maioria dos compostos 
organicos.
100 pg 107
Condutividade 
Térmica TCD
Concentração Referencia Universal
1 ng 107
Captura de 
Eletrons ECD
Concentraçao Make-up Haletos, nitratos, nitrilas, 
peroxidos , anidridos, 
organometalicos.
50 fg 105
Nitrogenio-
fosforo (NPD)
Fluxo de Massa
Hidrogenio e ar Nitrogenio, fosforos
10 pg 106
Fotometrico 
de Chama 
(FPD)
Fluxo de Massa Hidrogenio e ar 
possivelmente 
oxigenio
Sulforados, fosforados, tin, boro, 
arsenico, germânio, selenio, 
cromo
100 pg 103
Fotoionizaçao 
(PID)
Concentração Make-up
Alifaticos, aromaticos, cetonas, 
esteres, aldeidos, aminas, 
heterociclicos, organosulforados, 
alguns organometalicos
2 pg 107
Condutividade 
Eletrolitica 
(HECD)
Fluxo de Massa Hidrogenio , 
oxygenio
Haletos, nitrogenados, 
nitrosaminas, sulforados
64
ANÁLISE QUALITATIVA
Métodos de Detecção Qualitativos
Cromatografia Gasosa com Deteção 
Espectrométrica por Absorção no Infra-Vermelho 
(CG-EIV)
Cromatografia Gasosa com Deteção
Espectrométrica de Massas (CG-EM)
Cromatografia Gasosa com Deteção 
Espectrométrica por Emissão Atômica (CG-EA)
Identificação muito confiável quando combinados a técnicas de 
identificação baseadas em retenção
65
ANÁLISE QUALITATIVA
Espectrometria de Massas
1 Moléculas da amostra são bombardeadas por elétrons (electron impact =
EI) ou íons (chemical ionization = CI):
ABCDE + e-  ABCDE
.+ + 2 e-
2 O íon formado se fragmenta:
ABCDE
.+  AB. + CDE+
ABCDE
.+  AB+ + CDE.
ABCDE
.+  A+ + BCDE.
3 Os fragmentos iônicos formados são separados magneticamente de
acordo com suas massas moleculares e contados:
A
B
U
N
D
Â
N
C
IA
MASSA / CARGA 66
ANÁLISE QUALITATIVA
Espectrômetro de Massas
1
2
3
4
1 Câmara de Ionização Eletrons gerados por um filamento aquecido
bombardeam a amostra. Os fragmentos ionizados (carga +1) são repelidos pelo
eletrodo positivo e conduzidos ao separador magnético.
2 Saída de Vácuo Todo o interior do EM deve estar sob alto vácuo (natm).
3 Separador Magnético A ação do campo magnético deixa apenas íons com
determinada razão Massa / Carga atravessar esta área do equipamento.
4 Detector Uma válvula fotomultiplicadora ou um
fotodiodo gera um sinal elétrico proporcional ao
número de íons que incide sobre o elemento. 67
ANÁLISE QUALITATIVA
Espectro de Massas
m/Z = 118
m/Z = 80
m/Z = 79
- CO
- (CO + H)
m/Z = 90
20 40 60 80 100 1200
m / Z
68
ANÁLISE QUALITATIVA
CG-EM: TIC x SIM
Aroma de polpa industrializada de cajá após extração por SPME
TIC
Aparecem os picos 
correspondentes a todas 
substâncias eluídas
SIM (m/z = 149)
Cromatograma construido a 
partir dos mesmos dados 
acima, mas apenas usando 
fragementos com massa = 149 
(ftalatos: plastificante)
69
DETECTORES CG
Sensibilidade e Faixa de resposta
70
71