Lista de exercicios Cromatografia com resposta

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PQA - 1°/2017 - Lista de exercícios - Cromatografia. 
 
1) Qual a classificação dos métodos cromatográficos? 
Skoog 8ªEd. 30E-2 
 
2) Quais os parâmetros utilizados nas separações cromatografia? 
Tempo de retenção; tamanho do papel ou coluna (distancia) ; volume; pratos teóricos; 
composição do eluente; 
 
3) Defina 
a - Eluição - A eluição é feita por um fluxo de fase móvel. Pelo eluente que é o solvente ou gás que 
carrega a amostra.. 
b - Fase móvel - 
É a fase que se move numa direção. Depende do tipo de cromatografia, da amostra e da 
separação pretendida 
c - Fase estacionária - 
É a fase dentro das paredes do tubo da columa ou que é covalentemente ligada com um 
suporte (partículas). Pode ser um sólido ou um líquido covalentemente ligado às partículas 
sólidas ou fortemente adsorvido. Ex.: sílica; alumina, silicone adsorvido em sílica. 
d -Tempo de retenção - Skoog - 8Ed - 30E-4. É o tempo característico que um particular 
analito leva para passar através de um sistema (da aplicação até o detector) sob condições 
definidas. (Distância). 
e - Tempo morto e volume morto. Tempo mínimo para um composto que não interaja com a 
fase estacionária atravesse a coluna. É o volume mínimo para um composto que não interaja 
com a fase estacionária atravesse a coluna. 
f - Fator de retenção - Skoog - 8Ed - 30E-4. 
O Fator de Retenção, k - O fator de retenção é um parâmetro experimental importante amplamente 
empregado na comparação das velocidades de migração de solutos em colunas.9 Para o soluto A, 
o fator de retenção kA é definido como Ka = KaVz / VMem que KA é a constante de distribuição para 
o soluto A. 
g - Fator de seletividade - Skoog - 8Ed - 30E-4 
O fator de seletividade a (ou fator de separação) de uma coluna para 
dois solutos A e B é definido como  = Kb/Ka , em que KB é a constante de distribuição para a 
espécie mais fortemente retida B e KA, a constante para a espécie menos retida A, que é eluída 
mais rapidamente. De acordo com essa definição, a é sempre maior 
que a unidade. 
 
4) Quais os mecanismos de separação em cromatografia? 
Adsorção; Partição; Troca-iônica; Exclusão molecular e Afinidade. 
 
 
 
5) Quais características uma substância precisa possuir para ser separada em CG? 
Amostras voláteis e compostos termicamente estáveis. 
 
6) Descreva em diagramas de blocos os componentes de um cromatógrafo a gás. 
Fonte de gás, sistema de injeção; forno, columa, detector, registrador. 
 
7) Quais características o gás de arraste utilizado em CG deve possuir? 
Função: transporte da amostra. Para conduzir a amostra através da coluna até o detector, é 
necessário que o gás de arraste seja inerte e de pureza razoável. 
A vazão do gás de arraste é um parâmetro importante que depende do diâmetro e 
comprimento da coluna cromatográfica. A vazão deve ser controlada e mantida constante 
durante a análise. O gás deve ser selecionado conforme o tipo de detector utilizado. 
 
8) Qual a função do sistema de injeção utilizado em CG? 
Função: permite a introdução de amostras líquidas, gasosas ou sólidas no sistema 
cromatográfico. 
 » Vaporiza a amostra – solvente + amostra; 
 » Mistura amostra vaporizada com a fase móvel; 
 » Transfere para dentro da coluna. 
 
9) Quais os parâmetros e as qualidade desejáveis em um sistema de injeção utilizado em 
CG? 
Nos injetores os parâmetros mais importantes são: quantidade de amostra; temperatura do 
sistema de injeção e velocidade de injeção. 
Qualidades desejáveis: injeção da amostra sem dispersão ou efeito cauda (tailing); vaporizar 
todos os solutos instantaneamente; evitar difusão de componente da amostra na fase móvel; 
não ocorra perda de amostra; não permitir contaminação da amostra, não discriminar 
compostos. 
Falhas na injeção podem causar: assimetria nos picos, variação da área do pico, alargamento 
do pico, etc. 
 
10) Qual a função das colunas cromatográficas em CG? 
Função: separação dos componentes da amostra. É o “coração” do sistema cromatográfico. 
Sua adequada seleção influenciará em resultados satisfatórios ou não. 
Geralmente são de aço inoxidável mas podem ser de vidro (uso amostras biológicas e de 
agrotóxicos). Na escolha deve ser considerar a finalidade, a dimensão, o suporte sólido e a 
fase estacionária. 
 
11) Qual a função e as características de um suporte sólido na CG? 
Tem como finalidade aumentar a superfície efetiva de contato entre o vapor da amostra e a 
fase estacionária. 
Deve apresentar grande superfície específica, ser inerte, não apresentar interação química ou 
absorção pela amostra, as partículas com tamanho e forma uniforme e ter resistência 
mecânica. 
As substâncias mais utilizadas são: 
teflon, esferas de vidro e terra diatomácea (nomes comerciais: Chromosorb, Gaschrom, 
Anakron, Celite, ....) 
12) Qual a função e as características de uma fase estacionária na CG? 
Deve-se considerar a natureza da substância de interesse. Geralmente usa-se a regra; 
“a fase líquida deve ter características de polaridade semelhantes à substância a analisar”. 
Além da polaridade e estrutura funcional semelhante à amostra, a fase estacionária líquida 
deve ser pura e ter pressão de vapor muito baixa à temperatura de análise. 
Ex: para separar hidrocarbonetos saturados, usar-se um hidrocarboneto saturado como fase 
líquida. Para um éster usa-se um poliéster. 
Apolar - hidrocarbonetos não aromáticos, silicones, ... 
Polar - contém grande quantidade de grupos polares, ocorrem interações tipo pontes de 
hidrogênio. Poliglicóis. 
Intermediária – grupos polares ou potencialmente polares em esqueleto apolar. 
 
13) O que é um detector e quais suas características em CG? 
Indicam e medem a quantidade dos componentes individuais separados na coluna 
cromatográfica. Devem ser operados com temperatura de 50°C acima da temperatura final da 
coluna para evitar condensação da amostra, da água ou outras substâncias. 
Características: adequada sensibilidade; boa estabilidade e reprodutibilidade; boa faixa de 
temperatura ( ~ 15 a 400°C), fácil de usar e pequeno tempo de resposta independentemente 
do fluxo. 
 
14) Descreva de forma simplificada o princípio no qual cada um dos seguintes 
detectores 
para cromatografia está baseado: 
(a) condutividade térmica; 
(detector universal) – o funcionamento baseia-se no princípio de que um corpo aquecido perde 
calor numa velocidade que depende da composição do gás em seu redor. 
O DCT emprega um filamento de metal aquecido por corrente elétrica. Com a passagem do 
gás de arraste sobre o filamento, o calor é dissipado com velocidade constante. Quando o gás 
de arraste misturado com as moléculas da amostra passa sobre o filamento, a velocidade de 
perda de calor diminui e a resistência do filamento aumenta. A variação da resistência é 
medida por uma ponte de Wheatstone e um sinal é enviado ao registrador. O registro será 
proporcional à quantidade de substância que atravessa o detector. 
Filamentos de W, Pt e Rênio (Re). 
Detecta quase todas as substâncias. CO; CO2; H2O; N2;.. 
(b) ionização de chama; 
O gás de arraste que sai da coluna com a amostra passa por uma chama alimentada por 
hidrogênio e ar. A chama serve de fonte de ionização. Eletrodos junto a chama estabelece uma 
diferença de potencial. Quando apenas o gás de arraste passa pela chama, estabelece uma 
pequena corrente entre os eletrodos. Quando passam moléculas da amostra na chama, elas 
se ionizam e aumentam consideravelmente a corrente. É sensível a compostos orgânicos. 
Insensível à água e gases inorgânicos. 
(c) captura de elétrons; 
É um detector de ionização no qual, mediante pequena fonte de material radioativo ( 3H ou 
63Ni), geram elétrons livres. Estes elétrons são coletados no anodo, gerando corrente, que é 
eletronicamente amplificada, resultando na linha de base. 
Se a amostra possui afinidade por elétrons, ao passar pelo detector, pode “capturar” alguns e-,causando diminuição na corrente produzida e gerando um sinal proporcional à sua 
concentração. 
Tem grande sensibilidade para moléculas eletronegativas como halogenetos orgânicos, 
aldeídos conjugados, nitrilas, nitratos e organometálicos. 
É praticamente insensível a hidrocarbonetos, alcoóis e cetonas. 
 
 
 
 
 
15 - Qual a função do forno termostatizado e características desejáveis, em CG? 
Função: Manter a temperatura da coluna. 
A temperatura da coluna é uma importante variável e é controlada até em décimos de graus. 
A temperatura ótima da columa depende do ponto de ebulição da amostra e do grau de separação 
desejado. 
O forno pode ser ajustado para uma temperatura igual ou ligeiramente superior ao ponto de 
ebulição de uma amostra. 
Para amostras com larga faixa de ebulição, emprega-se uma programação de temperatura, na qual 
a temperatura da coluna é aumentada continuamente (rampa) ou em passos, conforme a 
separação. 
Características desejáveis: fácil acesso à coluna; aquecimento e esfriamento rápido; temperatura 
estável e reprodutível. 
 
16) O que são pratos teóricos de uma coluna de separação? 
A eficiência de uma coluna é medida em termos de número de pratos teóricos. 
Um prato teórico corresponde a uma etapa de equilíbrio da substância entre a fase estacionária e a 
fase móvel. Portanto quanto maior o número de pratos teóricos maior será a eficiência da coluna. 
Picos mais estreitos. 
 
17) Como são definidos os pratos teóricos? 
 
 
 
 onde tr = tempo de retenção e wb = largura do pico na linha base. 
 
 
 
18) Como se estima o comprimento de uma coluna cromatográfica, em CG? 
Comprimento da coluna - necessário para estabelecer o equilíbrio desejado - o número de pratos 
teóricos definido. 
 
19) Afinal, o funil é estúpido? Resp.: Nunca. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2
r
b
Tn = 16 W
   