Aula CG (24 04 14)

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PRINCÍPIOS DA CROMATOGRAFIA 
EM FASE GASOSA 
Universidade Federal de Juiz de Fora 
Faculdade de Farmácia 
 Msc. Paulo Henrique Dias de Carvalho 
 
A separação cromatográfica se efetua por meio da 
migração diferencial dos componentes de uma mistura 
de acordo com a afinidade entre a fase estacionária e 
a fase móvel. 
Cromatografia em Fase Gasosa 
 FASE ESTACIONÁRIA: Sólida ou Líquida (95%) 
 FASE MÓVEL: Gasosa 
 AMOSTRA: Devem ser voláteis (ponto de ebulição até 300 ºC) e 
termicamente estáveis. 
 Fatores que interferem na TE: 
 Tipo de Força Intermolecular 
 Tamanho da molécula 
Cromatografia em Fase Gasosa 
Vantagens 
 Alto pode de resolução o que permite a análise 
de dezenas de substâncias de uma só amostra. 
 
 Alta sensibilidade o que permite detectar 
pequenas quantidades da amostra, na escala de nano 
a picogramas(10 -9 a 10 -12 ). (Baixo Limite Detecção). 
 
 Rápida. 
 
 Execelente técnica quantitativa. 
Cromatografia em Fase Gasosa 
Desvantagens 
 Amostra volátil e termicamente estável. 
 
 Não é uma técnica qualitativa eficiente. 
 
 Pobre como técnica preparativa. 
Equipamento 
1. Fonte do gás de arraste 
2. Controladores de vazão e pressão 
3. Sistema de injeção da amostra 
4. Coluna cromatográfica 
5. Detector 
6. Registrador 
Observação: em vermelho temperatura controlada 
Equipamento 
1. Fonte do gás de arraste 
2. Controladores de vazão e pressão 
3. Sistema de injeção da amostra 
4. Coluna cromatográfica 
5. Detector 
6. Registrador 
Observação: em vermelho temperatura controlada 
1. Fonte do gás de arraste 
 Um cilindro contendo o gás sob alta pressão 
serve como fonte do gás de arraste. 
 O gás ideal deve: 
◦ Inerte – não deve interagir com a amostra, FE e com as 
superfícies do instrumento. 
◦ Ser barato. 
◦ Disponível. 
◦ Compatível com o detector utilizado. 
◦ Apresentar alta pureza. 
 Os gases mais usados são: 
◦ Nitrogênio, hélio, hidrogênio e argônio. 
2. Controladores de vazão e de pressão 
↑ pressão de entrada 
 
↑ vazão da fase móvel 
 
↓ tempo de retenção 
3. Sistema de injeção da amostra 
 Deverá ser feita de modo a obter uma banda única e estreita. 
 A quantidade de amostra não devera ultrapassar a capacidade 
da coluna. 
 O sistema deve ser aquecido em uma temperatura suficiente 
para total vaporização da amostra. 
3. Sistema de injeção da amostra 
 Devera ser feita de modo a obter uma banda única e 
estreita. 
INJETOR CONVENCIONAL 
1 
2 
3 
4 
1 - Septo (silicone) 
2 - Alimentação de gás de arraste 
3 - Bloco metálico aquecido (Tº inj. 30-50 ºC acima da Tº de 
ebulição da substância menos volátil) 
4 - Ponta da coluna cromatográfica 
4. Coluna Cromatográfica 
 Tubo longo, contendo a fase estacionária. 
 
 Material: cobre, aço inox, alumínio, vidro, sílica fundida e 
teflon. 
 
 Formato: varia de acordo com o aparelho. 
 
 Comprimento e o diâmetro: dependem do propósito da 
análise. Ex. Colunas recheadas analíticas diâmetro de 1 a 4 
mm e as preparativas maior que 5 a 100 mm. 
n= 16 (tR/ Wb)
 2 
4. COLUNA CROMATOGRÁFICA – Aço inox, cobre, 
vidro 
FASE ESTACIONÁRIA - SÓLIDA 
Fase estacionária- Cromatografia gás-líquido: 
 Fase estacionária é um líquido pouco volátil recobrindo 
um suporte 
 Separação baseia-se em mecanismos de partição 
 A utilização corresponde 95% do total das aplicações 
 
 
 Suporte ideal: deve possuir área superficial suficientemente 
grande e pouca viscosidade (menor resistência à transferência de 
analito entre fases). 
 A volatilidade da fase estacionária determina a temperatura 
máxima em que ela pode ser usada. 
 Acima da temperatura máxima pode ocorrer perda da fase 
líquida (sangria) 
A sangria pode ser evitada através do uso de fases estacionárias 
imobilizada. 
Entrecruzada: as cadeias poliméricas 
são quimicamente ligadas 
Quimicamente ligadas 
 
Temperatura do Forno 
 
 Cromatografia gasosa isotérmica: 
◦ Temperatura permanece constante 
 
 Cromatografia gasosa com temperatura 
programada: 
◦ Temperatura sofre variação linear ou não 
◦ Vantagens: - Maior simetria dos picos 
 - Melhor detecção para picos com tempo de 
retenção longos sob condições isotérmicas 
 - Útil para separação de substâncias com grande 
diferenças no ponto de ebulição 
FORNO e RAMPAS DE AQUECIMENTO 
FUNDAMENTAIS PARA A SEPARAÇÃO DOS COMPOSTOS 
Programação de temperatura 
UNIVERSAIS: 
Geram sinal para qualquer 
substância eluida. 
SELETIVOS: 
Detectam apenas substâncias 
com determinada propriedade 
físico-química. 
ESPECÍFICOS: 
Detectam substâncias que 
possuam determinado elemento 
ou grupo funcional em suas 
estruturas 
5. DETECTOR - Classificação 
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 – 
Universal. 
DIC FID 
Detector por Ionização 
em Chama – resposta 
quase universal. 
DCE ECD 
Detector por Captura de 
Elétrons – Pesticida 
Clorado. 
Detector Termiônico - 
Pesticida Fosforados e 
Nitrogenados. 
5. DETECTOR 
PRINCÍPIO: Variação da condutividade 
térmica de um gás ao eluir um analito. 
DETECTOR POR CONDUTIVIDADE TÉRMICA 
Universal e não destrutivo 
• A perda de calor pelo filamento em uma velocidade menor é 
medida para gerar um sinal. 
6. Registrador 
Fornecem: cromatogramas, registram o tempo de retenção, as 
áreas ou alturas de cada pico e efetuam os cálculos da 
concentração. 
 Tempo de retenção 
 Tempo de retenção relativo 
 Co-cromatografia com padrões 
 Índices de retenção (Kovats) – Padronização dos tempos 
de retenção 
Cromatografia gasosa: 
Análise qualitativa 
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 
 Técnicas auxiliares (EM, IR) 
Cromatografia gasosa: 
Análise qualitativa 
Índices de retenção (Kovats) 
•O índice de retenção de Kovàts para um analito é definido por: 
t’R (A) Tempo de retenção ajustado 
do analito A 
t’R (N) Tempo de retenção ajustado 
do n-alcano com N carbonos 
t’R (n) Tempo de retenção ajustado 
do n-alcano com n carbonos (n = N + 
1) 
Interpolação 
logarítmica dos t’R 
A
B
U
N
D
Â
N
C
IA
 
MASSA / CARGA 
O gráfico do número de íons 
formados em função da razão Massa 
/ Carga dos íons é o ESPECTRO DE 
MASSAS do analito 
CG-MS 
 Detectores de Massas detectam os íons e amplificam os 
sinais elétricos formados  Espectro de Massas. 
 Pico íon molecular: maior relação m/z. 
 Pico base: maior abundância. 
Espectro de massas 
 Gráfico que plota a abundância relativa de 
íons x relação m/z 
dopamina 
Ácido copálico – Biomarcador do gênero Copaifera.