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31/08/2018 1 Análise Instrumental Farmacêutica PRINCIPIOS DE CROMATOGRAFIA Profª Juliana C. Schmidt Farmácia CROMATOGRAFIA parte I Plano de Aula -Princípios da Cromatografia -Classificação dos métodos -Mecanismos de separação -Cromatografia em papel (CP) -Cromatografia em camada delgada (CCD) CROMATOGRAFIA Bibliografia BACCAN, Nivaldo (Et. al.) Quimica analitica quantitativa elementar. 3. ed. rev., ampl. e reestrut. Sao Paulo: E. Blucher, 2003-2005. 308 p. ISBN 85- 212-0011-0 HARRIS, Daniel C. Análise química quantitativa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. 876 p. ISBN 8521614233. HOLLER, F. James; SKOOG, Douglas A; CROUCH, Stanley R. Princípios de análise instrumental. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2009. 1055 p. ISBN 9788577804603 (enc.). CROMATOGRAFIA Método analítico instrumental para separação de substâncias presentes em uma mistura Baseado nas diferentes propriedades físico- químicas e nas forças de interação intermolecular presentes no sistema Histórico CROMATOGRAFIA Mikhail (Michael, Mikhael) Semenovich Tswett (1903), botânico russo Separação de misturas de pigmentos vegetais em colunas recheadas com adsorventes sólidos e solventes variados. éter de petróleo CaCO3 mistura de pigmentos pigmentos separados 1906 Cromatografia = chroma [cor] + graphe [escrever] (grego) Princípios da Cromatografia Separação de misturas por interação diferencial dos seus componentes com uma FASE ESTACIONÁRIA (sólido, líquido retido em sólido ou gel) e uma FASE MÓVEL (líquido ou gás). 31/08/2018 2 Separação de misturas por interação diferencial dos seus componentes com uma FASE ESTACIONÁRIA (sólido, líquido retido em sólido ou gel) e uma FASE MÓVEL (líquido ou gás). Princípios da Cromatografia Analogia O processo cromatográfico pode ser comparado a um grupo de abelhas e moscas sobrevoando uma certa região. Ao passarem por uma flor, espera-se algum efeito sobre as moscas e abelhas. Fase estacionária Analitos Princípios da Cromatografia Analogia Para uma mesma mistura, a simples troca da fase estacionária pode ser suficiente para alterar completamente a ordem de eluição de componentes da mistura. Fase estacionária Analitos Princípios da Cromatografia A separação depende da interação dos componentes da mistura com a fase móvel e com a fase estacionária. • A interação dos componentes da mistura com estas duas fases é influenciada por diferentes forças intermoleculares, incluindo iônica, dipolar, apolar, e específicos efeitos de afinidade e solubilidade. A identificação se dá mediante a comparação da interação de padrões com as fases estacionárias. A quantificação é feita também pela comparação com padrões de concentrações conhecidas, através de curvas analíticas. Princípios da Cromatografia • De acordo com o sistema cromatográfico • Em Coluna • Cromatografia Líquida (CL) • Cromatografia Gasosa (CG) • Planar • Cromatografia em Camada Delgada (CCD) • Cromatografia em Papel (CP) Classificação das técnicas Cromatográficas • De acordo com a Fase Móvel (FM) • Utilização de Gás • Cromatografia Gasosa (CG) • Cromatografia Gasosa de Alta Resolução (CGAR) • Utilização de Líquido • Cromatografia Líquida Clássica (CLC) • Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) • Utilização de Gás Pressurizado • Cromatografia Supercrítica (CSC) Classificação das técnicas Cromatográficas 31/08/2018 3 • De acordo com a Fase Estacionária (FE) • Líquida • Sólida • Quimicamente Ligadas • De acordo com o modo de separação • Por Adsorção • Por Partição • Por Troca Iônica • Por Exclusão • Por Afinidade Classificação das técnicas Cromatográficas http://www.rpi.edu/dept/chem-eng/Biotech-Environ/CHROMO/be_types.htm Mecanismos de separação • De acordo com a Polaridade da Fase Estacionária (FE) • Fase normal FE polar • Fase reversa FE apolar Classificação das técnicas Cromatográficas Técnica Planar Coluna FM FE Líquido Líq Sól Gás Líquido Líq Sól CP CCD CGL CGS CLL CLS CTI CB CLFL CE Exclusão Fase Ligada Troca Iônica Sól Líq Afinidade Tipo de cromato- grafia Classificação das técnicas Cromatográficas Cromatografia em papel (CP) Desenvolvida por Consden, Gordon e Martin em 1944 Bem simples e utiliza pequena quantidade de amostra Aplica-se na separação e identificação de compostos polares hidrossolúveis. Cromatografia em papel - CP 31/08/2018 4 Cromatografia em papel - CP Fase estacionária líquida suportada na celulose. Fase móvel Separação É uma técnica de partição, utiliza dois líquidos (líquido-líquido) sendo um fixado em um suporte sólido (papel de filtro). Um bom exemplo é a separação da tinta verde. Com o processo de cromatografia é possível verificar que a cor verde é uma mistura de tintura azul e amarela. • Princípio: partição (solubilidade) • Quantidade de amostra necessária 10-3 a 10-6 g • Tipos: ascendente, descendente, bidimensional, circular • F.M. - Sistema de solventes • F.E. - Água retida na celulose (papel Whatman) • Métodos de detecção: físico-químicos • Análise qualitativa: Rf (fator de retenção) problema : reprodutibilidade • Análise quantitativa: densitômetro, extração dos solutos Cromatografia em papel - CP Cromatografia em Camada Delgada (CCD) Teve início em 1938 com os trabalhos de Izailov e Shraiber, mas começou a ser largamente utilizada na dédaca de 1960. O processo de separação está fundamentado, principalmente, no fenômeno de adsorção. Cromatografia em Camada Delgada - CCD Cromatografia em Camada Delgada - CCD • Princípio: Adsorção (polaridade) - Componentes da mistura se distribuem entre FM e FE e alguns migram mais e outros menos • F.M. - sistema de solventes • F.E - Adsorventes (sílica, alumína, celite, amido) • Cuba cromatográfica deve estar saturada pelos vapores da FM • Métodos de detecção: físicos, químicos ou biológicos Cromatografia em Camada Delgada - CCD 31/08/2018 5 Revelação para componentes incolores • Métodos físicos (luz UV) • Métodos químicos (Iodo, cloreto ferrico,...) • Métodos biológicos (enzimas,...) Cromatografia em Camada Delgada - CCD • Método simples e barato • Rápido (20-40 min.) • Maior sensibilidade que C.P. (10-9 g) • Grande gama de compostos pode ser analisada • Desvantagem: difícil reprodutibilidade Cromatografia em Camada Delgada - CCD ANÁLISE DO RESULTADO Rf = “ratio to front” Cromatografia em Camada Delgada - CCD ANÁLISE DO RESULTADO solvente mancha f ΔS ΔS R s a R af s b R bf s c R cf c b a s https://www.youtube.com/watch?v=CmHFVxT xkGs Cromatografia em Camada Delgada - CCD A B Após Eluição Amostra não contém a espécie B Amostra pode conter a espécie A Para se certificar da presença, eluir em outros solventes Exemplo: Amostra ANÁLISE QUALITATIVA -Comparação com valores de Rf tabelados - Comparação com padrão eluído em conjunto - Extração e aplicação de métodos instrumentais Cromatografia em Camada Delgada - CCD Solvente 1 Solvente 2 Cromatografia Bi-dimensional Cromatografia em Camada Delgada - CCD 31/08/2018 6 Ponto de aplicação das amostrasPonto máximo de deslocamento da fase móvel Amostras A B C 1. Qual das amostras apresentou maior afinidade pela fase estacionária e qual apresentou menor? 2. Qual amostra apresentou maior e menor Rf? Vamos testar seus conhecimentos? Questões sobre Cromatografia 1) Diferencie os tipos de cromatografia de acordo com a fase móvel ,a fase estacionária, o sistema cromatográfico e o mecanismo de separação. 2) Explique os princípios básicos do método cromatográfico. 3) Explique como a cromatografia permite identificar e quantificar substâncias presentes numa mistura. 4) Diferencie a cromatografia em papel da CCD.
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