CROMATOGRAFIA

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CROMATOGRAFIACROMATOGRAFIA
Mikhail S. TSWEET (1903): Separação de misturas de pigmentos vegetais em 
colunas recheadas com adsorventes sólidos e solventes variados.
Um breve histórico...Um breve histórico...
éter de
petróleo
CaCO3
mistura de
pigmentos 
(AMOSTRA)
pigmentos
separados
Cromatografia = kroma [cor] + graph [escrever], do grego.
Cromatograma = Bandas separadas pela coluna.
 Em 1906 surgem os termos CROMATOGRAFIA E CROMATOGRAMA.
SEPARAÇÃO por distinta interação dos componentes da mistura entre uma 
FASE ESTACIONÁRIA (líquido ou sólido) e uma FASE MÓVEL (líquido ou gás).
Princípio da técnicaPrincípio da técnica
OS COMPONENTES DA AMOSTRA DISTRIBUEM-SE ENTRE AMBAS OS COMPONENTES DA AMOSTRA DISTRIBUEM-SE ENTRE AMBAS 
AS FASESAS FASES
FAS
E 
MÓ
VEL
FASE ESTACIONÁRIAFASE ESTACIONÁRIA
 A interação dos componentes da amostra com as duas fases se A interação dos componentes da amostra com as duas fases se 
deve a forças do tipo iônica, dispersivas, polares e químicas.deve a forças do tipo iônica, dispersivas, polares e químicas.
CROMATOGRAFIA CROMATOGRAFIA 
*
CROMATOGRAFIACROMATOGRAFIA
ClassificaçãoClassificação
Cromatografia
Planar Coluna
CCD CPCentrífuga Líquida CSC Gasosa
Clássica CLAE CG CGAR
TIPOS DE FASE MÓVEL: líquida; gasosa; fluido supercrítico;
Classificação quanto à fase:Classificação quanto à fase:
FM líquida Cromatografia Líquida
FM gasosa Cromatografia Gasosa
CROMATOGRAFIACROMATOGRAFIA
CROMATOGRAFIACROMATOGRAFIA
CROMATOGRAFIACROMATOGRAFIA
CROMATOGRAFIACROMATOGRAFIA
CROMATOGRAFIACROMATOGRAFIA
CROMATOGRAFIACROMATOGRAFIA
Amostra
Conclusões:
# A amostra não contém a espécie B;
# A amostra pode conter a espécie A; 
 
# Para se certificar da presença do 
composto, a mostra deve ser eluida em um 
solvente de polaridade diferente.
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO CROMATOGRÁFICOS SÃO DETERMINADOS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO CROMATOGRÁFICOS SÃO DETERMINADOS 
PELA NATUREZADA FASE ESTACIONÁRIA:PELA NATUREZADA FASE ESTACIONÁRIA:
 ADSORÇÃO ADSORÇÃO  PARTIÇÃO PARTIÇÃO  TROCA IÔNICA TROCA IÔNICA  EXCLUSÃO EXCLUSÃO
TipoTipo FASE MÓVELFASE MÓVEL FASE ESTACIONÁRIAFASE ESTACIONÁRIA MECANISMO DE SEPARAÇÃOMECANISMO DE SEPARAÇÃO
Gasosa Gasosa
Líquida Partição (absorção)
Sólida Adsorção
Líquida Líquida
Líquida Partição (absorção)
Sólida
Adsorção
Troca Iônica
Exclusão Molecular
CROMATOGRAFIA
A GÁS
FE Líquida
FE Sólida Cromatografia
Gás-Sólido (CGS)
mecanismo de adsorção
Cromatografia
Gás-Líquido (CGL)
mecanismo de partição
CROMATOGRAFIACROMATOGRAFIA
CROMATOGRAFIACROMATOGRAFIA
É importante ressaltar que Absorção é diferente de Adsorção. Na 
Absorção, uma substância se infiltra na outra, enquanto que a Adsorção 
é apenas superficial. 
Absorção Adsorção
Quais misturas podem ser separadas por CG ??????
Misturas cujos constituintes sejam
VOLÁTEIS ou VOLATILIZÁVEIS
VANTAGEM
TODOS OS COMPOSTOS NA FASE GASOSA SÃO TODOS OS COMPOSTOS NA FASE GASOSA SÃO 
PERFEITAMENTE PERFEITAMENTE MISCÍVEISMISCÍVEIS
DE FORMA GERAL
CG é aplicável para separação e análise de misturas cujos 
constituintes tenham PONTOS DE EBULIÇÃO de até 4400 °C00 °C e 
que sejam termicamente estáveissejam termicamente estáveis.
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DERIVATIZAÇÃODERIVATIZAÇÃO
Apenas 20% dos compostos orgânicos podem ser Apenas 20% dos compostos orgânicos podem ser 
cromatografados por GC sem modificação química.cromatografados por GC sem modificação química.
Processo químico que transforma uma substância não volátil em Processo químico que transforma uma substância não volátil em 
outra, mais volátil, que possa ser separada por GC. Também outra, mais volátil, que possa ser separada por GC. Também 
pode ser usada para redução de polaridade de compostos. Ex: pode ser usada para redução de polaridade de compostos. Ex: 
ácidos naftênicos ----- ésteres.ácidos naftênicos ----- ésteres.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Usar Cromatografia Gasosa ou Cromatografia Líquida????Usar Cromatografia Gasosa ou Cromatografia Líquida????
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Usar Cromatografia Gasosa ou Cromatografia Líquida????Usar Cromatografia Gasosa ou Cromatografia Líquida????
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Analitos Aplicações
GC - Voláteis (volatilizáveis)
- Termicamente estáveis
- Gases Fixos
- Compostos Orgânicos:
*apolares
*média polaridade
*mm até 500 uma
LC - Termicamente instáveis
- Muito polares
- Não voláteis
- iônicos
- Macromoléculas
- Compostos farmacêuticos
- Compostos bioquímicos
- Espécies iônicas
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
1
2
3
4
6
5
1 - Cilindro de Gás e reguladores de Vazão / Pressão.
2 - Injetor (T controlada)
3 - Coluna Cromatográfica e Forno (T controlada)
4 – Detector (T controlada)
5 - Eletrônica de Tratamento (Amplificação) de Sinal
6 - Registro de Sinal (Registrador ou Computador)
Sistema CromatográficoSistema Cromatográfico
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Sistema de RegistroSistema de Registro
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Sinal elétrico gerado pelo detector e proporcional à quantidade de cada 
substância eluída.
Esse sinal, em função do tempo é cromatograma.
Tempo
*
Tempo de Retenção (TTempo de Retenção (TRR))
 tR = Tempo de Retenção (tempo decorrido entre a injeção e o 
ápice do pico cromatográfico)
tR
TEMPO
SI
N
A
L
tR
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Te
mp
o 
de
 R
et
en
çã
o
Te
mp
o 
de
 R
et
en
çã
o
*
A migração de um analito pela coluna 
provoca inevitavelmente o alargamento 
da sua banda
TEMPO
 Separação deficiente de analitos 
com retenções próximas.
 Picos mais largos e menos 
intensos = menor detectabilidade
O alargamento excessivo de picos provoca:
EFICIÊNCIA:EFICIÊNCIA: Capacidade de eluição com o MÍNIMOMÍNIMO de dispersão do analito.
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EficiênciaEficiência
Supondo a coluna cromatográfica como uma série de estágios 
separados onde ocorre o equilíbrio entre o analito, a FE e o gás de 
arraste:
Cada “estágio” de equilíbrio é 
chamado de PRATO TEÓRICO
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Pode ser medida pelo n° de pratos 
teóricos (N).
EficiênciaEficiência
O número de pratos teóricos (N) de uma coluna pode ser calculado por:
Coluna mais eficienteColuna mais eficientetR
w N
100,0
88,2
60,7
50,0
32,4
13,4
4,4
w = 4
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σ
w = 2i
w = 2,354h
3
4
5
w
w
h
i
pontos de inflexão
Altura do pico, %
2
2
16
4




=










=
a
r
a
r
W
t
W
tN
( ) 2
2
2
545,5
354,2




=





=
h
r
h
r
W
t
W
tN
2





σ
= rtN (1)
(2)
(3)
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Otimização da EficiênciaOtimização da Eficiência
A altura equivalente a um prato teórico é função da velocidade linear média do 
gás de arraste u:
u
rt
Lu = L=comprimento coluna (cm)
tr=tempo retenção (seg)
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O valor de H pode ser 
minimizado otimizando-se a 
vazão de gás de arraste
Curva de van 
Deemter
H = L
 N
Resolução: Resolução: mede a separação entre dois picos.mede a separação entre dois picos.
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*
Seletividade e ResoluçãoSeletividade e Resolução
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FornoForno
Características Desejáveis 
 
 FÁCIL ACESSO À COLUNA A operação de troca de coluna pode ser 
frequente.
 AQUECIMENTO E ESFRIAMENTO RÁPIDO Importante tanto em 
análises de rotina e durante o desenvolvimento de metodologias 
analíticas novas.
 TEMPERATURA ESTÁVEL E REPRODUTÍVEL
A temperatura deve ser mantida com exatidão e precisão de ± 0,1°C.
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TCOL BAIXA:
- Componentes mais voláteis são 
separados;
-Componentes menos voláteis demoram a 
eluir, saindo como picos alargados.
No modo ISOTÉRMICO = Tconst.No modo ISOTÉRMICO = Tconst.
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TCOL ALTA:
-Componentes mais voláteisnão são 
separados;
- Componentes menos voláteis eluem mais 
rapidamente com melhor formato de 
pico.
Temperatura do Forno - ColunaTemperatura do Forno - Coluna
Temperatura do Forno - ColunaTemperatura do Forno - Coluna
No modo TEMPERATURA PROGRAMADA = Tvariável.No modo TEMPERATURA PROGRAMADA = Tvariável.
Consegue-se boa separação 
dos componentes da amostra 
em menor tempo.
A temperatura do forno pode ser variada linearmente durante a separação.
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Parâmetros de uma programação de temperatura:
TINI Temperatura Inicial
TFIM Temperatura Final
tINI Tempo Isotérmico Inicial
tFIM Tempo Final do Programa
R Taxa de Aquecimento tempo
Te
m
pe
ra
tu
ra
tINI tFIM
TINI
TFIM
R
TEM
PER A
TU
RA
 D
A
 
TEM
PER A
TU
RA
 D
A
 
CO
LU
N
A
CO
LU
N
A
Temperatura do Forno - ColunaTemperatura do Forno - Coluna
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Gás de ArrasteGás de Arraste
NÃO reage com a amostraNÃO reage com a amostra - apenas a carrega através da coluna. Assim é 
usualmente referida como GÁS DE ARRASTE (FaseGÁS DE ARRASTE (Fase MóvelMóvel)) ..
Alguns requisitos para o uso
 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 DCEH2O, O2
hidrocarbonetos ruído no sinal de DIC
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Gás de ArrasteGás de Arraste
Alguns requisitos para o uso
 CUSTO: Gases de altíssima pureza são muito caros.
 COMPATÍVEL COM O DETECTOR: Cada detector demanda um gás 
de arraste específico para melhor funcionamento.
CU
ST
O
PUREZA
A
B
C
A = 99,995 % (4.5)
B = 99,999 % (5.0)
C = 99,9999 % (6.0)
He , H2DCT
DIC N2 , H2
DCE N2 (SS), Ar + 5% CH4, H2
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
RE
VI
SÃ
O
RE
VI
SÃ
O
Distribuição dos analitos entre a FM e a FE.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Os compostos são identificados através do tempo de retenção 
(Tr).
RE
VI
SÃ
O
RE
VI
SÃ
O
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
RE
VI
SÃ
O
RE
VI
SÃ
O
1
2
3
4
6
5
1 - Cilindro de Gás e reguladores de Vazão / Pressão.
2 - Injetor (T controlada)
3 - Coluna Cromatográfica e Forno (T controlada)
4 – Detector (T controlada)
5 - Eletrônica de Tratamento (Amplificação) de Sinal
6 - Registro de Sinal (Registrador ou Computador)
Sistema CromatográficoSistema Cromatográfico
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
RE
VI
SÃ
O
RE
VI
SÃ
O
AplicaçõesAplicações
# # Análise de ácidos graxos e triglicerídeos.
## Análise de compostos voláteis responsáveis pelo aroma 
característico de alimentos, bebidas, etc.
## Análise de teor de álcool no sangue.
## Análise de combustíveis (gasolina, diesel, biodiesel, 
petróleo, carvão).
## Análise de agrotóxicos.
## Análise de fármacos.
## Análise de poluentes em diferentes amostras.
Etc.....
Colunas CromatográficasColunas Cromatográficas
 EMPACOTADAS (recheadas)
 A FE preenche todo o interior da coluna.
 CAPILARES (tubulares)
 A FE está só na parede interna da coluna.
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Colunas CromatográficasColunas Cromatográficas
Uma FE ideal deve apresentar...Uma FE ideal deve apresentar...
 AMPLA FAIXA DE TEMPERATURAS DE USO:AMPLA FAIXA DE TEMPERATURAS DE USO: Maior flexibilidade 
na otimização da separação.
 BOA ESTABILIDADE QUÍMICA E TÉRMICA:BOA ESTABILIDADE QUÍMICA E TÉRMICA: Maior durabilidade 
da coluna, não reage com componentes da amostra.
 POUCO VISCOSA:POUCO VISCOSA:
 Colunas mais eficientes (menor resistência à transferência do analito 
entre fases).
 DISPONÍVEL EM ELEVADO GRAU DE PUREZA:DISPONÍVEL EM ELEVADO GRAU DE PUREZA: Colunas 
reprodutíveis; ausência de picos “fantasma” nos cromatogramas.
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Colunas CromatográficasColunas Cromatográficas
Uma FE ideal deve apresentar...Uma FE ideal deve apresentar...
Regra geral: 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
 SELETIVIDADE:SELETIVIDADE: Deve interagir diferencialmente com os 
componentes da amostra.
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LÍQUIDAS: Depositados sobre a superfície de sólidos porosos inertes 
(colunas empacotadas) ou de tubos finos de materiais inertes (colunas 
capilares).
FE
líquida
SUPORTE
Sólido inerte 
poroso
Tubo capilar de 
material inerte
Fases EstacionáriasFases Estacionárias
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SÓLIDAS: Colunas recheadas com material finamente granulado 
(empacotadas) ou depositado sobre a superfície interna do tubo 
(capilar).
Para minimizar a perda de FE líquida por volatilização, normalmente 
ela é:
Entrecruzada: as cadeias 
poliméricas são quimicamente 
ligadas entre si
Quimicamente ligadas: as cadeias 
poliméricas são “presas” ao suporte 
por ligações químicas
Fases EstacionáriasFases Estacionárias
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Fases Estacionárias Sólidas - ADSORÇÃOFases Estacionárias Sólidas - ADSORÇÃO
 O fenômeno físico-químico responsável pela interação analito + FE 
sólida é a ADSORÇÃO.
 A adsorção ocorre na interface entre o gás de arraste e a FE sólida.
ADSORÇÃO
Sólidos com grandes áreas superficiais 
(partículas finas, poros)
Solutos polares
Sólidos com grande número de sítios ativos 
(hidroxilas, pares de elétrons...)
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GÁS DE ARRASTE
Características Gerais:
 - Sólidos finamente granulados (diâmetros de partículas típicos de 105 µm 
a 420 µm).
- Grandes áreas superficiais (até 102 m2/g).
Mais usados:
 Polímeros Porosos: Porapak (copolímero estireno-divinilbenzeno), 
Tenax (polióxido de difenileno)
 Sólidos Inorgânicos: Carboplot, Carboxen (carvões ativos 
grafitizados), Alumina, Peneira Molecular (argila microporosa)
Fases Estacionárias Sólidas - ADSORÇÃOFases Estacionárias Sólidas - ADSORÇÃO
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
GASES DE REFINARIA
Coluna:Carboxen-1000 60-80 
mesh; 15’ x 1/8”
TCOL: 35oC a 225oC / 20oC min-1
Gás de Arraste: He= 30 ml min-1
Detector: TCD
Principais Aplicações:
- Separação de gases fixos
- Compostos leves
- Séries homólogas
Fases Estacionárias Sólidas - ADSORÇÃOFases Estacionárias Sólidas - ADSORÇÃO
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POLIGLICÓIS: Muito polares; sensíveis a umidade e oxidação; ainda 
muito importantes. Principal: Polietilenoglicol (nomes comerciais: 
Carbowax, DB-Wax, Supelcowax, HP-Wax, etc.)
CH2 CH2OH OH
n
Estrutura Química:
Fases Estacionárias Líquidas - PARTIÇÃOFases Estacionárias Líquidas - PARTIÇÃO
AMINAS ALIFÁTICAS
Coluna:4 % Carbowax 20M s/ 
Carbopack B + 0,8% KOH
 TCOL: 200 oC (isotérmico) 
Gás de Arraste: N2= 20 mL min-1
 Detector: FID 
Amostra: 0,01 mL da mistura de 
aminas
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Fases Estacionárias Líquidas - PARTIÇÃOFases Estacionárias Líquidas - PARTIÇÃO
SILICONES (polisiloxanas): As FE mais empregadas em CG. Cobrem 
ampla faixa de polaridades e propriedades químicas diversas.
Si
CH3
H3C
CH3
O Si
R1
R2
O Si
CH3
CH3
CH3
n
R1, R2 = qualquer
substituinte orgânico
 Ligação Si-O extremamente estável = elevada estabilidade térmica e 
química das FE.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Fases Estacionárias Líquidas - PARTIÇÃOFases Estacionárias Líquidas - PARTIÇÃO
Si
CH3
H3C
CH3
O Si
R1
R2
O Si
CH3
CH3
CH3
n
R1, R2 = qualquer
substituinte orgânico
 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 substituinte orgânicoou inorgânico pode ser 
ligado à cadeia polimérica = FE “ajustáveis” a separações específicas + 
facilidade de imobilização por entrecruzamento e ligação química a suportes
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Fases Estacionárias Líquidas - PARTIÇÃOFases Estacionárias Líquidas - PARTIÇÃO
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 µm)
TCOL:195oC (6,5 min) / 195oC a 275oC (10oC.min-1)
Gás de Arraste: He = 35 cm min-1 Detector: FID
Amostra: 2mL de solução dos pesticidas “on-column”
17 min
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Fases Estacionárias Líquidas - PARTIÇÃOFases Estacionárias Líquidas - PARTIÇÃO
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
PE: p e m xileno – 138ºC e 139ºC; decano – 174ºC e undecano 196ºC.
Com
para
ção 
entr
e 
Com
para
ção 
entr
e 
dife
rent
es F
E
dife
rent
es F
E
Fases Estacionárias QUIRAISFases Estacionárias QUIRAIS
Derivados de ciclodextrinas alquiladas
ß-ciclodextrina: 
oligosacarídeo cíclico 
quiral
Chiralsil-Dex
  Quando ligadas a cadeias de polisiloxano: uso extremamente favorável 
como FE líquida (baixa viscosidade, estabilidade ...);
 Podem ser quimicamente imobilizadas nas colunas.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Fases Estacionárias QUIRAISFases Estacionárias QUIRAIS
Derivados de ciclodextrinas alquiladas
Óleo essencial natural Essência artificial
Aroma de bergamota: distinção entre aroma natural e artificial
Coluna: Rt-ßDEXse (30 m x 0.32 mm x 0.25 µm)
TCOL: 1 min a 40°C / 4°C min-1 / 200°C
Gás de Arraste: He = 80 cm min-1 Detector: MS
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Colunas CAPILARESColunas CAPILARES
 dC =  Eficiência – MENOR DISPERSÃO DO PICO
0,10 mm 0,25 mm0,32 mm 0,53 mm
A B C
Valores comuns:
A
Colunas de altíssima eficiência (amostras complexas, “Fast 
GC”); capacidade volumétrica limitada de processamento de 
amostra
B
Diâmetros mais comuns; capacidade volumétrica limitada de 
amostra requer dispositivos especiais de injeção
C
Colunas “megabore”: menor eficiência, mas maior 
capacidade de processamento permite uso de injetores 
convencionais
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Colunas CAPILARESColunas CAPILARES
df = geralmente de 0,05 a 10 geralmente de 0,05 a 10 µmµm
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
↓ df, ↑ veloc.: 
Menor largura de 
banda é obtida.
↑ df: ↑ retenção do 
analito.
Colunas CAPILARESColunas CAPILARES
  Baixa capacidade de processamento de amostra (sub-microlitro)
 Pequena quantidade de amostra INJETADA
  Alta resolução
Exige do injetor:
  Mínimo volume morto 
 Liner (insert)
 Purga no septo
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Colunas CAPILARESColunas CAPILARES
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
FASES SIMILARESFASES SIMILARES COMPOSIÇÃOCOMPOSIÇÃO POLARIDADEPOLARIDADE LIMITES DE TEMPERATURA LIMITES DE TEMPERATURA 
(aprox.)°C(aprox.)°C
BP-1, DB-1, HP-1, HP-1MS, RTx-1, ZB-
1, SPB-1, DA-1, DA-1MS, CP-Sil 5CB 
100% dimetilpolisiloxano não-polar De -60 até 325/350
BP-5, DB-5, DB-5MS, HP-5, HP-5MS, 
Ultra-2, Rtx-5, ZB-5, DA-5, DA-
5MS, SPB-5, CP-Sil 8CB 
5% difenil
95% dimetilpolisiloxano
não-polar De -60 até 325/350
BP-10, DB-1301, HP-1301, DA-1301, 
ZB-1301, RTx-1301
6% cianopropil-fenil
94% dimetilpolisiloxano
média De -20 até 280/300
DB-35MS, HP-35MS, DA-35MS, ZB-
35, BPX-35, RTx-35, SPB-35
35% fenil backbone
65% dimetilpolisiloxano
média De 40 até 320/340
DB-1701, DA-1701, ZB-1701, BP-10, 
RTx-1701, CP-Sil 19CB
14% cianopropil-fenil
86% dimetilpolisiloxano
média De -20 até 280/300
DB-17, DB-17MS, HP-50, BPX-50, 
Zb-17, DA-50+, AT-50, RTx-50, SPB-
50
50% difenil
50%dimetilpolisiloxano
média De 40 até 320/340
DB-WAX, HP-INNOWax, DB-
Waxetr, DA-InoWAX, Supelco WAX 
10, CB-WAX, AT-WAX, HP-20M
Polietilenoglicol polar De 40 até 260/280
DA-Carbowax 20M, HP-20M, DB-
CAM
Polietilenoglicol polar De 60 até 220 
Colunas EMPACOTADASColunas EMPACOTADAS
MATERIAL
DO
TUBO
ø = 3 mm a 6 mm
L = 0,5 m a 5 m
aço inox
vidro pirex
níquel
TEFLON
Granulometria
do
recheio
80 - 100 mesh 149 - 177 µm
100 - 120 mesh 125 - 149 µm
60 - 80 mesh 177 - 250 µm
MESH df
Eficiência maximizada com:
- Diminuição de dC
- Diminuição de df
- Recheio regular
Limitados pela resistência à 
passagem de gás de arraste
 Tubo de material inerte recheado com FE sólida granulada ou FE líquida 
depositada sobre suporte sólido.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Colunas EMPACOTADASColunas EMPACOTADAS
 A FE líquida deve ser disposta sobre um SUPORTE sólido.
√ área superficial entre 0,5 e 10 m2.g-1
√ microporos regulares (~ 1 mm)
√ NÃO interagir com a amostra
√ boa resistência mecânica
Uso quase universal: TERRA DIATOMÁCEATERRA DIATOMÁCEA
Esqueletos fósseis 
(SiO2 + óxidos 
metálicos) de algas 
microscópicas
Chromosorb
Anachrom
Supelcoport
...
secagem
calcinação
fusão com soda
lavagem com ácido
silanização
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Colunas EMPACOTADASColunas EMPACOTADAS
TIPICAMENTE % FE = 1 % a 30 % do recheio
Maiores volumes de amostra
Melhor blindagem dos sítios adsortivos do suporte
Melhor reprodutibilidade no preparo do recheio
Maior eficiência (df = N)
Menor sangria da FE com temperatura programada
Separações rápidas e em temperaturas menores
% FE
Carga da FE líquida
df = f (% FE no recheio)
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Colunas CAPILARES X EMPACOTADASColunas CAPILARES X EMPACOTADAS
d f dc 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
(L = comprimento da coluna)
Valores de H H para colunas capilares e empacotadas são próximossão próximos, 
mas como LL para capilares é MUITO maiorcapilares é MUITO maior, tipicamentetipicamente elas são 
mais eficientes
Características Físico-Químicas que Interferem na RetençãoCaracterísticas Físico-Químicas que Interferem na Retenção
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
A grandeza que mede a capacidade de interação do solvente com o 
soluto é denominada constante dielétrica. 
A ordem de eluição se dá em função das características físico-químicas dos 
analitos, tais como ponto de ebulição e constante dielétrica (ε), parâmetro 
este que é relacionado com a polaridade das substâncias e que determina a 
afinidade pela FE.
Séries homólogas: Tr maior quanto mais pesada for a 
substância, independente da FE.
 Além da interação com a FE, o tempo que um analito demora para 
percorrer a coluna depende de sua PRESSÃO DE VAPOR (p0).
p0 = f Estrutura química do analito
Temperatura da coluna
ANALITO ELUI MAIS RAPIDAMENTE 
(MENOR RETENÇÃO)
Temperatura
da
coluna
Pressão
de
vapor
Velocidade
de
migração
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Características Físico-Químicas que Interferem na RetençãoCaracterísticas Físico-Químicas que Interferem na Retenção
Sistema de Injeção da AmostraSistema de Injeção da 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
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Injetor ConvencionalInjetor Convencional
1
2
3
4
1 - Septo (silicone)
2 - Alimentação de gás de arraste)
3 - Bloco metálico aquecido
4 - Ponta da coluna cromatográfica
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
TEMPERATURA DO INJETOR 
 Deve ser suficientemente elevada para que a amostra vaporize-se 
imediatamente, mas sem decomposição.
Regra Geral: Tinj = 50oC acima da temperatura de ebulição do 
componente menos volátil
VOLUME INJETADODepende do tipo de coluna e do estado físico da amostra.
COLUNA AmostrasGasosas
Amostras
Líquidas
empacotada
∅ = 3,2 mm (1/4”) 0,1 ml ... 50 mL0,2 µL ... 20 µL
capilar
∅ = 0,25 mm 0,001 ml ... 0,1 mL0,01 µL ... 3 µL
Sólidos: convencionalmente se dissolve em um solvente adequado 
e injeta-se a solução
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
Entrada da 
amostra
Fluxo da coluna
Entrada do 
gás de 
arraste
Liner
 Vaporiza amostra (solvente + 
compostos alvo);
 Mistura vapor com fase 
móvel (gás de arraste);
 Transfere vapor para dentro 
da coluna;
INJETOR
Septo
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
Liners ou insensor (tubos de vidro) 
 
  Reduzem volume total do injetor
  Previnem zonas de superaquecimento
  Reduzem possibilidade de decomposição da amostra (vidro é mais 
inerte que aço inoxidável)
  Facilitam limpeza do injetor
 Fornecem eficiente transferência de calor p/ amostra
 Mistura total da amostra com o gás carregador
 Retem material não volátil
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
a- s/lã de vidro; 
b-lã de vidro na parte inferior; 
c-lã de vidro na parte superior; 
d- lã de vidro em pequena quantidade 
ao longo do tubo; 
 
e- tubo de Jennings;
f- tubo com deformação; 
g- tubo empacotado
Tipos de Liners
Para amostras de alto P.E.:Para amostras de alto P.E.: facilita transferência de calor evitando 
discriminação;
Para amostras de baixo P.E.:Para amostras de baixo P.E.: liner empacotado pode causar 
alargamento do pico; 
 
Liner empacotado
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
Tipos de Injetores
Injetor Split/SplitlessInjetor Split/Splitless
Injetor On ColumnInjetor On Column
Injetor com Temperatura ProgramadaInjetor com Temperatura Programada
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
Tipos de Injetores
Injetor Split/SplitlessInjetor Split/Splitless
Septo
Entrada de gás de 
arraste
Liner
Coluna Capilar
Purga de gás de arraste;
Válvula de controle de purga
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
Tipos de Injetores
Injetor Split/SplitlessInjetor Split/Splitless
 VANTAGEM
# Previne introdução de 
compostos não voláteis da 
amostra;
# Dois modos de injeção em um 
único injetor.
 DESVANTAGEM
# Discriminação dos compostos 
com alto ponto de ebulição e 
termicamente instáveis
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
Tipos de Injetores
Injetor Split/SplitlessInjetor Split/Splitless
INJEÇÃO NO MODO SPLIT
Para amostras com 
concentrações mais 
altas
Split
Purga do 
septo
Em geral: picos com bons formatos.
Injeção na qual a amostra é dividida 
em duas porções diferentes. 
Injeção com divisão de fluxoInjeção com divisão de fluxo.
Gás de arraste
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
Tipos de Injetores
Injetor Split/SplitlessInjetor Split/Splitless
INJEÇÃO NO MODO SPLIT
Split
Purga do 
septo
Gás de arrasteInjeção na qual a amostra é dividida 
em duas porções diferentes.
Sistema pneumático despreza uma das 
frações da amostra injetada.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
Tipos de Injetores
Injetor Split/SplitlessInjetor Split/Splitless
INJEÇÃO NO MODO SPLIT
Existem algumas desvantagens no uso desse modo de injeção:
 Dificuldade de análise quantitativa
 Difícil estabelecer quantidade real de amostra que entra para a Difícil estabelecer quantidade real de amostra que entra para a 
coluna, pois ocorre aumento instantâneo de pressão na hora da injeção, coluna, pois ocorre aumento instantâneo de pressão na hora da injeção, 
alterando a razão de split.alterando a razão de split.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
INJEÇÃO NO MODO SPLIT: CaracterísticasCaracterísticas
 VAPORIZAÇÃO INSTANTÂNEA
  DISCRIMINAÇÃO DA AMOSTRA: Divisão da amostra raramente é 
uniforme (fração purgada dos constituintes menos voláteis é sempre 
menor)
 INJEÇÃO RÁPIDA
 DIFICULDADE PARA ANÁLISE QUANTITATIVA
 MENOR SENSIBILIDADE (BOA PARTE DA AMOSTRA É 
DESPREZADA)
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
Tipos de Injetores
Injetor Split/SplitlessInjetor Split/Splitless
INJEÇÃO NO MODO SPLITLESS
Para amostras com 
concentrações mais 
baixas: Compostos em 
nível de traçostraços
Split*
Purga do 
septo*
Devido a baixo fluxo no injetor: 
ocorre alargamento dos picos.
 Injeção SEM divisão da amostraInjeção SEM divisão da amostra. 
Gás de arraste
*Fechado 
antes e 
durante 
injeção
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
INJEÇÃO NO MODO SPLITLESS
Finalidade da purga do injetor:
Retirar excesso de solvente.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
INJETOR ON COLUMN
 Amostra é inserida diretamente na coluna
# não ocorre divisão de amostra
# sem vaporização da amostra
 A discriminação de analitos é minimizada
# Somente ocorre discriminação pela 
seringa, ou seja, pré-volatilização do 
solvente
 Melhor precisão analítica
 Indicada para análise de traços
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
INJETOR DE VAPORIZAÇÃO COM TEMPERATURA 
PROGRAMADA (PTV)
 Amostra pode ser injetada a 
temperatura relativamente baixa;
 Temperatura do injetor pode ser 
programa (rampa) - por ex.: 50ºC 
(0.1min) - 100 º C/min - 280 º C 
(20min);
 Pode ser usado modo split ou 
splitless;
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Parâmetros de InjeçãoParâmetros de Injeção
INJETOR DE VAPORIZAÇÃO COM TEMPERATURA 
PROGRAMADA (PTV)
 Sem discriminação para compostos de alto 
ponto de ebulição;
 Minimiza decomposição de compostos 
termicamente instáveis;
 Possibilidade de injetar grande volume de 
amostra.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
 Dispositivos que examinam continuamente o material eluído, gerando 
sinal quando da passagem de substâncias que não o gás de arraste.
Geram um sinal elétrico proporcional à quantidade eluida de um 
analito.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
 UNIVERSAIS 
Geram sinal para qualquer
substância eluída.
SELETIVOS 
Detectam apenas substâncias
com determinada propriedade
físico-química.
ESPECÍFICOS
Detectam substâncias que
possuam determinado elemento
ou grupo funcional em suas
estruturas
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
QUANTIDADE MÍNIMA DETECTÁVEL (QMD)
 Massa de um analito que gera um pico com altura igual a três vezes o 
nível de ruído.
SI
N
A
L 
(S
)
RUÍDO (R)
= 3SR
RUÍDO: Qualquer componente do sinal gerado pelo detector que não se 
origina da amostra.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
LIMITE DE DETEÇÃO (LD ou LOD)
Quantidade ( concentração) de analito que gera um pico com S/N = 3.
MESMO detector, MESMO nível de ruído e MESMA massa de analito, 
CONTUDO diferentes larguras de base:
wb
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
LIMITE DE QUANTIFICAÇÃO (LQ ou LOQ)
Quantidade ( concentração) de analito que gera um pico com S/N = 10.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
SI
N
A
L 
(S
)
RUÍDO (R)
= 10SR
DETECTORES
Fontes
de
Ruído
Contaminantes nos gases
Impurezas acumuladas no detector
Aterramento elétrico deficiente
QMD = f
Detector (sinal gerado, ruído)
Largura do pico cromatográfico
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
SENSIBILIDADE
Relação entre o incremento de área do pico e o incremento de massa do 
analito.
MASSA
Á
RE
A
Fator de Resposta, S: 
inclinação da reta 
Área do picox Massa 
do analito
o mesmo incremento de 
massa causa um maior 
incremento de área
SensibilidadeS
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
FAIXA LINEAR DINÂMICA 
Intervalo de massas dentro do qual a resposta do detector é linear.
MASSA
Á
RE
A A partir de certo ponto o sinal 
não aumenta mais linearmente
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# 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.
# DETECTOR POR CAPTURA DE ELÉTRONS (DCE OU ECD)
Supressão de corrente causada pela absorção de elétrons por eluatos altamente 
eletrofílicos.
# DETECTOR FOTOMÉTRICO DE CHAMA (FPD)
Medida do espectro de emissão de luz, emitida por alguns compostos quando queimados em 
chama rica de hidrogênio. 
# DETECTORES TERMOIÔNICOS
Detectores de ionização em plasma. 
# DETECTOR DE FOTOIONIZAÇÃO (PID)
Baseia-se na ionização das moléculas pela absorção de luz ultra violeta.
# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)
Bombardeio de uma substância com elétrons para produzir íons ou átomos eletricamente 
carregados. 
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CONDUTIVIDADE TÉRMICA (DCT OU TCD)
PRINCÍPIO: Variação na condutividade térmica do gás de arraste 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
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
Configuração tradicional do DCT: 
Bloco metálico com quatro celas interligadas em par - por duas passa o 
efluente da coluna e por duas, gás de arraste puro:
CELAS DA AMOSTRA
CELAS DE 
REFERÊNCIA
CO
RT
E 
SU
PE
RI
O
R
CELAS DA
AMOSTRA
CELAS DE 
REFERÊNCIA CO
RTE LA
T ERA
L
Quando da eluição de um composto com condutividade térmica menor que a do 
gás de arraste puro:
Diferença de resistência 
elétrica entre os filamentos 
de amostra e referência
Filamentos nas celas de 
amostra se aquecem
Resistência elétrica dos 
filamentos nas celas de 
amostra aumenta
Filamentos nas celas de 
referência não se 
aquecem
Resistência elétrica dos 
filamentos nas celas de 
referência fica constante
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CONDUTIVIDADE TÉRMICA (DCT OU TCD)
O TCD não destrói a amostra. O TCD não destrói a amostra. Detector não destrutivoDetector não destrutivo..
O corpo quente perde calor a uma velocidade que depende da composição dos 
gases que o rodeiam. O corpo quente é um filamento de um metal (Pt, W, Ni, 
etc), encerrado dentro de um bloco metálico. A velocidade das moléculas que 
batem no filamento é função do peso molecular e, como resultado, quanto menor 
a molécula, maior a sua velocidade e mais alta será sua condutividade 
térmica. Hidrogênio molecular e hélio são as moléculas que tem a maior 
condutividade térmica. Com o gás de arraste puro, fluindo no detector, a perda 
térmica é constante e também a temperatura do filamento. Se a composição do 
gás muda, a temperatura do filamento se altera causando uma correspondente 
mudança em sua resistência elétrica.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CONDUTIVIDADE TÉRMICA (DCT OU TCD)
SELETIVIDADE: Observa-se sinal para qualquer substância eluida diferente do 
gás de arraste = UNIVERSAL
SENSIBILIDADE/LINEARIDADE: Dependendo da configuração particular e do 
analito: QMD = 0,4 ng a 1 ng com linearidade de 104 (ng - dezenas de mg)
VAZÃO DE GÁS DE ARRASTE: O sinal é proporcional à concentração do analito 
no gás de arraste que passa pela cela de amostra.
VAZÃO DE GÁS DE 
ARRASTE CONSTANTE 
DURANTE A ELUIÇÃO
VARIAÇÃO DA VAZÃO DE 
GÁS DE ARRASTE 
DURANTE A ELUIÇÃO
Com DCT, a área dos 
picos cromatográficos é 
MUITO dependente da 
vazão do gás de 
arraste.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
NATUREZA DO GÁS DE ARRASTE Quanto maior a diferença ∆λ entre a 
condutividade térmica do gás de arraste puro, λA, e do analito, λX, maior a 
resposta.
QUANTO MENOR A MASSA MOLECULAR DO GÁS DE ARRASTE, MAIOR A QUANTO MENOR A MASSA MOLECULAR DO GÁS DE ARRASTE, MAIOR A 
RESPOSTARESPOSTA
Como: (M = massa molecular)
Gás Condutividade 
Térmica J/K m s
Peso molecular
H2 0,170 2
He 0,141 4
NH3 0,0215 17
N2 0,0243 28
C2H4 0,0170 28
O2 0,0246 32
Ar 0,0162 40
C3H8 0,0151 44
CO2 0,0144 44
Cl2 0,0076 71
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CONDUTIVIDADE TÉRMICA (DCT OU TCD)
Gás de arraste com DCT: He ou H2
outro gás
1 2
He ou H2
1 2
1
Usando He ou H2 como gás de arraste, ∆λ é 
maximizado: MAIOR RESPOSTA
2
Com outros gases, eventualmente
λX > λA : PICOS NEGATIVOS
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CONDUTIVIDADE TÉRMICA (DCT OU TCD)
FATORES DE RESPOSTA: Quanto menor a condutividade térmica do analito, 
maior o sinal.
Quantidades iguais de substâncias diferentes geram picos cromatográficos 
com áreas diferentes !!!
Os fatores de resposta dependem da condutividade térmica do analito
Mistura de quantidades 
equimolares de:
Etano → λ = 17,5
Clorofórmio → λ = 6,0
Etanol → λ = 12,7
C2H6
CHCl3
C2H5OH
λX ∆λ
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CONDUTIVIDADE TÉRMICA (DCT OU TCD)
TEMPERATURAS DE OPERAÇÃO: Quanto maior a diferença entre a 
temperatura dos filamentos e do bloco metálico maior a resposta.
Temperatura do filamento, TF: entre 300oC e 350oC. É função da corrente de 
alimentação dos filamentos, i.
Temperatura do bloco, TB: mantida tão baixa quanto possível
CONTUDO
Temperaturas excessivamente baixas podem provocar a condensação de analitos 
nas celas (erros analíticos, danos aos filamentos).
i TF Sinal
TB Sinal
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR IONIZAÇÃO EM CHAMA (DIC OU FID)
PRINCÍPIO: Formação de íons quando um composto é queimado em uma 
chama de hidrogênio e oxigênio.
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.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR IONIZAÇÃO EM CHAMA (DIC OU FID)
Química da Chama de 
Hidrogênio
INCANDESCÊNCIA (3)
REAÇÃO (2)
 QUEBRA (1)
Zona de incandescência: Emissão de luz por decaimento de espécies 
excitadas: OH (luz UV), CH e C2 (visível).
Região de quebra: Mistura dos gases, 
pré-aquecimento, início da quebra das 
moléculas de H2, O2 e dos analitos.
Zona de reação: Reações exotérmicas 
com produção e/ou consumo de radicais 
H, O, OH, HO2 (provenientes do H2), 
CH e C2 (proveniente do analito) e íons 
CHO+ (analito).
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR IONIZAÇÃO EM CHAMA (DIC OU FID)
Química da Chama de 
Hidrogênio
INCANDESCÊNCIA 
REAÇÃO 
 QUEBRA
Queima de substâncias com ligações C-H:
CH + O  CHO+ + e-
1 íon formado a cada ~ 105 átomos de C queimados
Queima de H2:
Formam-se apenas radicais !!!
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR IONIZAÇÃO EM CHAMA (DIC OU FID)
Compostos que NÃO produzem resposta no DIC:
Gases nobres, H2, O2, N2, CO, CO2, CS2, CCl4, peralogenados, NH3, 
NxOy, SiX4 (X = halogênio), H2O, HCOOH, HCHO 
SELETIVOSELETIVO para substâncias que contém ligações C-H em sua estrutura 
química (como virtualmente todas as substâncias analisáveis por CG são 
orgânicas, na prática o DIC é UNIVERSAL)
SELETIVOSELETIVO para substâncias que contém ligações C-H em sua estrutura 
química (como virtualmente todas as substâncias analisáveis por CG são 
orgânicas, na prática o DIC é UNIVERSAL)
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTORPOR IONIZAÇÃO EM CHAMA (DIC OU FID)
A corrente é proporcional aos íons formados, o que 
depende da concentração de hidrocarbonetos nos 
gases.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR IONIZAÇÃO EM CHAMA (DIC OU FID)
VAZÕES DE GASESVAZÕES DE GASES 
Além do gás de arraste, as vazões de alimentação de ar (comburente) e 
hidrogênio (combustível) devem ser otimizadas.
150 300 450 600
S
i
n
a
l
15 30 45 60
AR sintético H2
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR IONIZAÇÃO EM CHAMA (DIC OU FID)
# O FID (ou DIC) consiste em uma chama de hidrogênio (H2)/ ar e um prato 
coletor.
# O efluente passa da coluna do CG através da chama, a qual divide em moléculas 
orgânicas e produz íons. Os íons são recolhidos em um eletrodo negativo e 
produzem um sinal elétrico. 
# O FID é extremamente sensível com uma faixa dinâmica grande. Sua única 
desvantagem é que destrói a amostra.
# Os detectores por ionização de chama são usados para detectar 
hidrocarbonetos (HC) como o metano (CH4), etano (C2H6), acetileno (C2H2), etc.
# A amostra a ser analisada mistura-se com hidrogênio (H2), hidrogênio mais hélio 
(He) ou hidrogênio mais nitrogênio (N2). Os íons e elétrons que se formaram na 
chama ficam presos em um eletrodo coletor permitem que uma corrente flua no 
circuito externo.
# O FID oferece uma leitura rápida, precisa e contínua da concentração em 
níveis de ppb.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CAPTURA DE ELÉTRONS (DCE OU ECD)
63Ni – isótopo radioativo
Liberação de partículas β que colidem com gás de arraste – 
cada partícula β gera aproximadamente 100 elétrons.
Amostra contendo compostos de alta afinidade eletrônica capturaram 
os elétrons gerados pelas partículas β.
Grupos funcionais 
contendo 
halogênios, 
fósforo e grupos 
nitro.
SELETIVO
ECD – Por que captura de elétrons ???
63Ni  partículas β
N2 + β  N2+ + 2e-
X + e-  X-
X- + N2+  X + N2
Processo que ocorre no detector.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CAPTURA DE ELÉTRONS (DCE OU ECD)
O bombardeamento do gás de arraste com as partículas β geram elétrons lentos 
que migram para o ânodo gerando corrente constante que será registrada como 
linha de base.
Quando a substância que entra no detector é capaz de capturar elétrons, há 
diminuição da corrente gerando um sinal negativo proporcional à concentração 
do composto.
Seletivo: amostra deve conter um Seletivo: amostra deve conter um 
componente gasoso eletrófilo.componente gasoso eletrófilo.
Não destrutivoNão destrutivo
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CAPTURA DE ELÉTRONS (DCE OU ECD)
3H: Sob a forma de Ta3H3 Tdet deve ser < 225ºC, maior sensibilidade.
63Ni: Usado como 63Ni0, maior linearidade, útil até ~ 400 ºC.
63Ni preferido em
equipamentos
modernos
Maior durabilidadeMaior durabilidade
Maior estabilidade térmicaMaior estabilidade térmica
 Menor risco de uso (radioatividade)Menor risco de uso (radioatividade)
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CAPTURA DE ELÉTRONS (DCE OU ECD)
Modo de detecção: Absorção de partículas β por espécies contendo Modo de detecção: Absorção de partículas β por espécies contendo 
halogênios, carbonilas, nitrilas, nitratos, duplas ligações conjugadas, halogênios, carbonilas, nitrilas, nitratos, duplas ligações conjugadas, 
organometálicos.organometálicos.
Quanto maior a eletronegatividade em uma molécula, maior será sua Quanto maior a eletronegatividade em uma molécula, maior será sua 
eficiência em capturar elétrons.eficiência em capturar elétrons.
Fornece ótimos métodos para análises de traços: compostos halogenados, Fornece ótimos métodos para análises de traços: compostos halogenados, 
nitrogenados e com duplas ligações conjugadasnitrogenados e com duplas ligações conjugadas
Mais comumente utilizado para análises ambientais de pesticidas 
organoclorados.
Principal problema - Detector Principal problema - Detector radioativoradioativo. Requer condições e equipamentos . Requer condições e equipamentos 
especiais para manuseio. Necessário licença para compra.especiais para manuseio. Necessário licença para compra.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CAPTURA DE ELÉTRONS (DCE OU ECD)
DIC
DCE
1, 2, 3 - Hidrocarbonetos aromáticos
4, 5, 6 - Hidrocarbonetos clorados
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CAPTURA DE ELÉTRONS (DCE OU ECD)
Funcionamento do DCE é muito dependente da natureza do gás de arraste
MAIS USADOS: 
N2
Ar + 5% CH4
Geram elétrons lentos quando bombardeados com β
O gás deve ser o mais puro possível !!!O gás deve ser o mais puro possível !!!
(traços de H(traços de H2O e OO e O2 comprometem o sinal do DCE) comprometem o sinal do DCE)
O gás deve ser o mais puro possível !!!O gás deve ser o mais puro possível !!!
(traços de H(traços de H2O e OO e O2 comprometem o sinal do DCE) comprometem o sinal do DCE)
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR POR CAPTURA DE ELÉTRONS (DCE OU ECD)
Cromatograma com a presença de picos negativos.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR DE NITROGÊNIO E FÓSFORO (NPD)
Princípio: detector por ionização em 
chama modificado, especialmente 
sensível a compostos que contêm 
nitrogênio e fósforo. 
Muito utilizado para análises de 
drogas e agrotóxicos.
Detector específico. 
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR DE NITROGÊNIO E FÓSFORO (NPD)
As moléculas são convertidas em íons negativos através da extração de 
elétrons emitidos de uma superfície sólida aquecida (pérola). A pérola 
funciona como uma fonte termiônica eletricamente aquecida 
A razão dos gases hidrogênio/ar é bastante baixa e é 
insuficiente para estabelecer uma chama, o que dificulta a 
ionização de hidrocarbonetos. Entretanto, os íons alcalinos 
dispostos na superfície da pérola facilitam o processo de 
ionização de compostos que contenham átomos de 
nitrogênio e fósforo. O sinal gerado pelo detector é 
proporcional ao número de íons coletados. 
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)
Um dos detectores mais poderosos para a cromatografia gasosa, GC/MS.
Mede a razão massa/carga (m/z) de íons que são produzidos pela amostra. 
A maioria dos íons produzidos apresenta uma carga unitária (z=1), de 
forma que a maioria dos espectrometristas de massas refere-se à medida 
de massa dos íons quando, na verdade, a razão massa/carga é que é 
medida.
Existem diferentes técnicas de ionização e a abundância relativa dos 
íons formados depende da estabilidade da estrutura desses íons. O 
registro obtido é chamado de espectro de massasespectro de massas.
Determina a identidade da molécula: impressão 
digital.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)
A amostra entra na fonte de ionização através de um sistema de entrada. 
As moléculas da amostra são convertidas a íons e freqüentemente 
fragmentadas na fonte de ionização. Então, os íons passam para o 
analisador no qual são separados de acordo com a suas razões massa/carga. 
A seguir, os íons separados atingem um detector de íons no qual produzem 
um sinal elétrico que é registrado e representado na forma de gráfico pelo 
sistema de dados.
A amostra entra na fonte de ionização através de um sistema de entrada. 
As moléculas da amostra são convertidas a íons e freqüentemente 
fragmentadas na fonte de ionização. Então, os íons passam para o 
analisador no qual são separados de acordo com a suas razões massa/carga. 
A seguir, os íons separados atingem um detector de íons no qual produzem 
um sinal elétrico que é registrado e representado na forma de gráfico pelo 
sistema de dados.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIAGASOSA
DETECTORES
# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)
O espectro de massas de uma molécula simples, CO2. Observe que muitos íons de 
fragmentos estão presentes. Quebrando-se uma ligação C¬O no íon molecular leva a 
formar CO+ (m/z 28) e O+ (m/z 16). A perda de dois átomos de oxigênio leva a C+ 
(m/z 12). Somente íons positivos estão presentes nesse exemplo. Os íons negativos 
também podem ser produzidos e detectados.
Pico Base
Íon Molecular
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)
m/z
OCTANO (C8H18)
Íon Molecular
Pico Base
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)# DETECTOR DE ESPECTROMETRIA DE MASSAS (MS)
Modo SCAN
Lê uma faixa de massas, 
ex. de 40 a 500 u.m.a.
Modo SIM – single ion monitoring
Lê somente alguns íons selecionados
 ex. 191, 177, 205, 398, 412, 436
Vantagem: > sensibilidade
APRESENTA NO ESPECTRO SOMENTE A ABUNDÂNCIA DOS ÍONS APRESENTA NO ESPECTRO SOMENTE A ABUNDÂNCIA DOS ÍONS 
MONITORADOSMONITORADOS
O espectro O espectro NÃO ÉNÃO É o espectro de massas do composto !!!!!!!!!!! o espectro de massas do composto !!!!!!!!!!!
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
DETECTORES
Esquema referente à sensibilidade dos detectores
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUALITATIVAANÁLISE QUALITATIVA
 Em teoria, os tempos de retenção em CG deveriam ser úteis para 
identificar-se os componentes em misturas. Na verdade, contudo, a 
aplicabilidade desses dados é limitada pelo número de variáveis que devem ser 
controladas para se obter resultados reprodutíveis. Contudo, a cromatografia 
gasosa provê um meio excelente de confirmação da presença ou ausência de 
compostos suspeitos em uma mistura, supondo que uma amostra autêntica da 
substância esteja disponível.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUALITATIVAANÁLISE QUALITATIVA
 Numa Numa identificação diretaidentificação direta podemos podemos injetar pequenas quantidades de injetar pequenas quantidades de 
substâncias puras (padrões),substâncias puras (padrões), que possivelmente façam parte da amostra e que possivelmente façam parte da amostra e 
comparar os tempos de retenção dessas substâncias com os tempos de retenção comparar os tempos de retenção dessas substâncias com os tempos de retenção 
dos componentes da nossa amostra problemados componentes da nossa amostra problema..
 Outro método consiste na adição à amostra de pequenas quantidades de Outro método consiste na adição à amostra de pequenas quantidades de 
possíveis componentes e após cada adição reinjetar a amostra, sob as mesmas possíveis componentes e após cada adição reinjetar a amostra, sob as mesmas 
condições analíticas, observando o aumento relativo da área dos picos de condições analíticas, observando o aumento relativo da área dos picos de 
interesse. interesse. 
 Na Na identificação indiretaidentificação indireta usa-se usa-se dados de literaturadados de literatura ou dados ou dados 
experimentais próprios com substâncias de referências.experimentais próprios com substâncias de referências.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUANTITATIVAANÁLISE QUANTITATIVA
 A CG quantitativa está baseada na comparação da altura ou da área de um 
pico analítico com aquele de um ou mais padrões. Se as condições são 
controladas adequadamente, ambos os parâmetros variam linearmente com a 
concentração.
ÁREA DO PICOÁREA DO PICO
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUANTITATIVAANÁLISE QUANTITATIVA
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUANTITATIVAANÁLISE QUANTITATIVA
1) Calibração Externa
 Preparação de uma série de soluções padrão cuja composição se 
aproxima daquela da amostra (método do padrão externo). Os cromatogramas 
para os padrões são obtidos e as alturas dos picos ou suas áreas são empregadas 
em um gráfico em função da concentração para se obter uma curva analítica. Um 
gráfico dos dados deve fornecer uma linha reta passando pela origem; as 
análises quantitativas são baseadas nesse gráfico. A calibração deve ser 
freqüente para maior exatidão.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUANTITATIVAANÁLISE QUANTITATIVA
1) Calibração Externa
PROCEDIMENTO:
# Prepara-se os padrões da substância a ser analisada;
# Injeta-se os padrões e determina-se as áreas referentes a cada analito.
Considerando-se C1<C2<C3<Cn, tem-se:
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUANTITATIVAANÁLISE QUANTITATIVA
2) Calibração com Padrão Interno
Nesse procedimento, uma quantidade cuidadosamente medida de um padrão 
interno é introduzida em cada padrão de calibração e na amostra e a razão 
entre área do pico do analito (ou sua altura de pico) e a área do pico do 
padrão interno (ou sua altura) é utilizada como parâmetro analítico. Para que 
esse método seja bem-sucedido, é necessário que o pico do padrão interno seja 
bem separado dos picos dos outros componentes da amostra. Contudo, deve 
aparecer próximo ao pico do analito. Naturalmente, o padrão interno deve 
estar ausente na amostra a ser analisada.
MAIOR PRECISÃOMAIOR PRECISÃO: incertezas introduzidas pela injeção da amostra, 
vazão e variações nas condições da coluna são minimizadas. 
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUANTITATIVAANÁLISE QUANTITATIVA
2) Calibração com Padrão Interno
Escolha do Padrão Interno
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUANTITATIVAANÁLISE QUANTITATIVA
2) Calibração com Padrão Interno
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUANTITATIVAANÁLISE QUANTITATIVA
2) Calibração com Padrão Interno
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUANTITATIVAANÁLISE QUANTITATIVA
2) Calibração com Padrão Interno
Os dados mostrados na tabela foram obtidos durante a determinação de um 
hidrocarboneto C7 com um composto semelhante adicionado a cada padrão e à amostra 
como padrão interno.
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
ANÁLISE QUANTITATIVAANÁLISE QUANTITATIVA
2) Calibração com Padrão Interno
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
REFERÊNCIASREFERÊNCIAS
CROMATOGRAFIA GASOSACROMATOGRAFIA GASOSA
1) COLLINS, C.H., BRAGA, G.L., BONATO, P.S. Fundamentos de cromatografia. 
Campinas: Editora da UNICAMP, 2006. 452p.
2) D. A. Skoog e J. J. Leary - Princípios de Análise Instrumental – 5a Edição –
Artmed Editora S.A. Porto Alegre (RS).
3) Skoog, D.A; West, D.M; Holler, F.J. & Stanley, R.C. Fundamentos de Química 
Analítica, Tradução da 8ª edição norte americana. São Paulo, Ed.Thomson, 2007.
4) Harris, D.C. Análise Química Quantitativa, 6ª Ed., Rio de Janeiro,Ed. LTC, 2005.
5) Artigos científicos.
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