Cromatografia gasosa

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
Departamento de Química
CROMATROGRAFIA GASOSA
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Histórico
Ramsey
Mikhail Tswett - 1906
Martin e James - 1952
CROMATOGRAFIA 
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CROMATOGRAFIA 
Tipos de cromatografia
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Aplicações
Preparo de substâncias puras
Estudo de cinética
Investigação estrututural
Determinação de contantes físico-químicas:
Constante de estabilidade
Entalpia
Entropia
Energia Livre
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Vantagens
Rápido
Eficiente
Sensível
Não-destrutivo
Alta Precisão
Pequenas amostras
Seguro e simples
Baixo custo
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Desvantagens
Limitado a amostras voláteis
Inadequado em alguns casos
Dificuldade no preparo de amostra
Requer Espectroscopia
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Instrumentos para CGL
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Funcionamento do CGL
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Gás de arraste
Hélio
Hidrogênio
Nitrogênio
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Injetores
Seringas
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Injetores
Válvula Amostradora
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Colunas
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Recheadas
 = 3 a 6 mm
L = 0,5 m a 5 m
Recheada com sólido pul-verizado (FE sólida ou FE líquida depositada sobre as partículas do recheio)
Capilar
 = 0,1 a 0,5 mm
L = 5 m a 100 m
Paredes internas recober-tas com um filme fino (fra-ção de  m) de FE líquida ou sólida
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Colunas capilares ou tubulares abertas
Tubo fino de material inerte com Fase Estacionária, líquida ou sólida depositada sobre as paredes internas
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Colunas Capilares
Coluna aberta de parede aberta (TAPR)- WCOT (Wall coated open tube) FE liquida depositada (ligada // entrecruzada) sobre as paredes internas.
Colunas tubulares abertas revestidas com suporte TARS- SCOT (Support coated open tube) Predes internas revestidas com material de recheio similar ao das colunas empacotadas
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Colunas Recheadas
Tubo de material inerte recheado com FE sólida granulada ou FE líquida depositada sobre suporte sólido
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Matérias sólidas de suporte
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secagem
fusão com soda
calcinação
silanização
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Tamanho das partículas de suporte
A eficiência da coluna cromatográfica aumenta rapidamente com a diminuição do diâmetro de partícula de recheio
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Fase estacionária líquida
Baixa volatilidade
Estabilidade térmica 
Inércia química 
Característica de solvente para os solutos a serem resolvidos caiam dentro de uma fase estacionária
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Absorção
O fenômemo físico-químico responsável pela interação analito + FE líquida é a ABSORÇÃO
Absorção ocorre no interior do filme de FE líquida (fenômeno INTRAfacial)
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Exemplos de fases estácionárias
Silicones (polisiloxanas): As FE mais empregadas em CG. Cobrem ampla faixa de polaridades e propriedades químicas diversas.
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Fase estacionária
Ligação Si-O extremamente estável = elevada estabilidade térmica e química das FE.
Silicones são fabricados em larga escala para diversas aplicações = minimização de custo do produto + tecnologia de produção e purificação largamente estudada e conhecida.
Praticamente qualquer radical orgânico ou inorgânico pode ser ligado à cadeia polimérica = FE “ajustáveis” a separações específicas + facilidade de imobilização por entrecruzamento e ligação química a suportes
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CROMATOGRAFIA GASOSA
Líquidos depositados sobre a superfície de: sólidos porosos inertes (colunas empacotadas) ou de tubos finos de materiais inertes (colunas capilares)
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Detectores
O detector é um dispositivo que indica e quantifica os componentes separados pela coluna
Características:
Seletividade
Ruído
Tipo de resposta
Quantidade mínima detectável (QMD)
Fator de resposta
Faixa linear dinâmica
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Detector por condutividade térmica (DCT)
O DCT é um detector universal, sensível à concentração do soluto no gás de arraste.
Quando se usa DCT, o gás de arraste é He ou H2. Pelo fato destes gases terem condutividades térmicas altíssimas.
É considerado um detector pouco sensível.
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Detector por condutividade térmica (DCT)
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Detector por ionização de chama (DIC)
Durante a queima de um composto orgânico, são formados diversos íons.
Quase todos compostos orgânicos podem ser detectados pelo DIC.
De um modo geral, quanto ligações C-H tiver o composto, maior a sua resposta.
Muito mais sensível que o DCT
Provavelmente é o detector mais usado em CG.
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Detector por ionização de chama (DIC)
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Detector de captura eletrônica
Trata-se de um dos detectores mais populares.
Muito utilizado para análise de traços de pesticidas, herbicidas e poluentes.
Corrente de fundo.
Os detectores comerciais desse tipo usam 3H ou 63Ni como fonte de radioisótopos.
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Detector fotométrico de chama
É usado para compostos fosforados e sulfurados
Atua através da medida do espectro de emissão de luz, emitida por estes compostos quando queimados em chama rica de hidrogênio
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Detector fotométrico de chama
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Detector Termoiônico
Pela adição de um sal de metal alcalino (o rubídio) na chama, observa-se um incremento na resposta do detector para certos elementos.
A seletividade da resposta do detector é dependente da chama, da temperatura e da composição do sal.
Esse detector é muito utilizado em análises ambientais e biomédicas.
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Aplicações da CG
Aplicada às espécies relativamente voláteis e termicamente estáveis.
Principais utilizações: separação e determinação de componentes em amostras.
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Análise Qualitativa
Principais utilizações: estabelecer a pureza de compostos orgânicos e avaliar a eficiência dos processos de purificação.
Picos adicionais em amostras.
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Análise Quantitativa
Principais vantagens: velocidade, simplicidade, custo relativamente baixo e ampla aplicabilidade a separações.
Os parâmetros analisados, altura ou área de um pico, variam linearmente com a concentração.
Procedimento adicionais em amostras.
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Normalização das áreas
Relação percentual da área total pela área de cada pico do cromatograma
Calibração com padrões
Método mais direto da CG.
Procedimento: 
Cromatografia da solução padrão. 
Cromatografia da amostra. 
- Compara-se os dois cromatogramas.
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Método do padrão interno
Vantagem: maior precisão.
Procedimento: 
- Injeta-se o padrão interno na amostra e nas misturas conhecidas.
- Calcula-se a razão entre as alturas.
Cuidados: 
- O pico do padrão interno deve ser separado dos outros componentes
- O padrão deve estar ausente na amostra
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Adição Padrão
Utilização: Misturas complexas que não se identifica um padrão interno adequado.
Procedimento: 
- Cromatografia da amostra antes.
- Cromatografia da amostra após a adição do padrão.
- Calcula-se a razão entre a área dos dois cromatogramas.
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Cromatogama
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Texto base
	SKOOG, D.A.; Wets, D.M. and Holler, F.J. Analytical Chemistry, an Introduction, Ed. Saunders College Publishing. Philadelphia.
http://www.chemkeys.com/bra/md/mds_11/cagced_2/cagced_2.htm
http://www.quimlab.com.br/publish/pub/cursos.htm
http://hiq.aga.com.br/International/Web/LG/BR/likelgspgbr.nsf/docbyalias/anal_gaschrom
http://www.files.chem.vt.edu/chem-ed/simulations/spreadsheets.htmlhttp://ull.chemistry.uakron.edu/chemsep/gc/
http://www.setor1.com.br/analises/cromatografia/cla_sse.htm
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc07/atual.pdf
http://www.chromatography-online.org
REFERÊNCIAS