CROMATOGRAFIA GASOSA

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AULA 1- CROMATOGRAFIA GASOSA 
métodos cromatográficos: 
A técnica envolve propriedades mistas- ópticas e elétricas com a finalidade de compreender como as substâncias são separadas cromatograficamente e identificadas/ quantificadas. 
O propósito da técnica é de separar os componentes muito semelhantes presentes em misturas complexas, identificar e quantificar esses componentes/ analitos. 
Depende do tipo de interação desses analitos da mistura com uma fase móvel e estacionária. 
Essas interações possuem diferentes forças intermoleculares incluindo a iônica, dipolar, apolar e específicos efeitos de afinidade e solubilidade que classifica o tipo de técnica cromatográfica. 
Fase móvel: fase que se movimenta através de uma fase estacionária fixa, é um solvente que se move através da coluna, pode ser um líquido ou um gás. 
Fase estacionária: substância que fica fixa dentro da coluna, pode ser sólida ou um líquido que normalmente está ligado de forma covalente as partículas sólidas ou as paredes no interior de uma coluna (CG- capilar e oca). 
A identificação/ caracterização das substâncias que são separadas nesse processo saem da coluna com tempos diferentes e esses tempos são chamados de tempo de retenção- tempo que o analito ficou retido na fase estacionária interagindo. 
A partir da comparação dos tempos de retenção com substâncias padrão pôde-se identificar quem são os componentes da amostra.
Na quantificação também é feita o método de comparação com o uso de padrões a partir de uma curva de calibração, porém para cálculos da concentração são utilizados os dados da área do pico gerado pelo cromatograma. 
HISTÓRICO 
Início com Mikhail Semenovich em 1903, era um botânico russo que estudava extratos vegetais, pra separar as misturas de pigmentos vegetais ele utilizou uma coluna de vidro empacotada com adsorvente sólido que era a fase estacionária de carbonato de cálcio e utilizou solvente variados, dentre eles o éter de petróleo como fase móvel. 
Nesse tipo de cromatografia em coluna a separação dos pigmentos se dá por interação de mecanismos de adsorção que com o tempo é capaz de separar os pigmentos em clorofila e xantofila.  
Os componentes mais parecidos com a fase estacionária e são mais fortemente retidos nela se movem mais lentamente no fluxo da fase móvel, ao contrário, os componentes que se ligam mais fracamente a fase estacionária vão se mover mais rapidamente e são eluídos primeiro. 
Essa diferença de mobilidade/ solubilidade faz com que os componentes da amostra se separem em bandas ou algumas zonas discretas que vão ser analisadas quantitativa ou qualitativamente.
Ex: é aplicada uma amostra com xantofila e clorofila no topo de uma coluna previamente empacotada com partículas sólidas na fase estacionária, será preenchida com um solvente na fase móvel que tem uma determinada polaridade. Quando é aberta a saída da coluna na extremidade inferior existe a influência da gravidade favorecendo a separação, o analito entra em equilíbrio com a fase móvel e estacionária que por um mecanismo de adsorção são separados com o tempo.
O equilíbrio é dado pela constante de distribuição (K) depende da afinidade e diferença de polaridade entre a fase móvel, fase estacionária e o analito. 
Quando uma amostra contém os analitos A e B fluem para baixo com a ação da gravidade e vão escoar através da coluna pelo solvente que vai ser adicionado no topo da coluna. Se o soluto A é mais fortemente adsorvido pelas partículas sólidas da fase estacionária do que o B, então o A fica menos tempo livre na solução porque ele fica mais tempo retido. O soluto A vai se movimentar pra baixo através da coluna mais lentamente que o B e vai emergir para o fundo da coluna depois do B.
devido a separação pela cor dos pigmentos a técnica recebeu o nome de cromatografia- “escrita pelas cores”. 
É uma cromatografia por mecanismos de adsorção e não por cores. 
Dependendo do tipo de fase móvel e estacionária tem-se a classificação da cromatografia gasosa: 
Cromatografia gasosa (CG)- a fase móvel é um gás 
Cromatografia líquida (CLAE)- a fase móvel é um líquido  
A partir do experimento de Semenovich que a técnica passou a ser mais conhecida e clássica, principalmente pra aplicações em laboratórios de química orgânica em produtos naturais. 
CLASSIFICADA EM: 
1- cromatografia em coluna: baseada em um meio físico no qual a fase estacionária e móvel entram em contato. A fase estacionária é mantida dentro de um tubo estreito através da qual a fase móvel é forçada a passar sob pressão. 
2-cromatografia planar: técnica de separação em que a fase móvel é líquida e a estacionária pode ser líquida ou sólida. A fase estacionária é suportada sob uma superfície plana ou nos interstícios de um papel.
cromatografia em papel- tipo de método de separação que se dá por mecanismo de partição, pela diferença de solubilidade em que a fase estacionária é líquida, a fase móvel se move através da fase estacionária por ação de capilaridade ou sob influência da gravidade. 
Cromatografia de camada delgada- a separação se dá por adsorção porque a fase estacionária é um sólido, se dá pela diferença de afinidade dos componentes de uma mistura pela fase estacionária. É um método mais simples, rápido e econômico sendo muito utilizado para acompanhamento de reação orgânica. A fase estacionária é uma camada bem fina formada por um sólido granulado, que pode ser sílica ou poliamida, que é depositado numa placa que atua só como suporte, sendo inerte. 
Com o progresso tecnológico a cromatografia em coluna se desenvolveu em várias outras cromatografias em que a fase móvel pode ser líquida ou gasosa. A CG é uma cromatografia clássica e mais contemporânea que tem como fase móvel o gás é uma fase estacionária que pode ser um líquido ou um gás. Cromatografia gás-liquido ou gás-solido. 
A cromatografia gasosa assim com a líquida tem amplas aplicações em análise laboratorial de amostras clínicas, ambientais, alimentícias, industriais etc. 
De forma geral, a amostra para ser analisada deve ser vaporizada e injetada no topo de uma coluna cromatográfica, a eluição é feita por um fluxo de um gás inerte que atua como fase móvel. 
OBS.:A fase móvel não interage com as moléculas do analito só tem a função de transportar o analito através da coluna. A separação se dá pelo processo de adsorção ou de partição dependendo do estado físico da fase estacionária. 
No processo de adsorção/ interação por adsorção se dá pela diferença de polaridade, por afinidade do analito pela fase estacionária. No CG, como o gás é inerte ocorre somente a interação entre o analito e a fase estacionária que pode ser um líquido como filme líquido ou um sólido na forma de partículas. O analito com sua interação e afinidade com a fase estacionária faz com que fique retido/adsorvido por um tempo até serem separados. 
Adsorção- acontece somente na superfície da fase estacionária. 
Absorção- é praticamente um processo irreversível. 
Cromatografia de partição: é a interação mais comum nos cromatógrafos gasosos, envolve uma fase estacionária líquida e delgada ligada na superfície de um suporte sólido, o soluto entra em equilíbrio com a fase estacionária líquida e a fase móvel. A separação se dá por diferença de polaridade ou pela solubilidade quando a fase estacionária é líquida, regra do “semelhante dissolve semelhante”. A constante de distribuição é interpretada na forma de fração porque passa por processos de extração pra ter um maior rendimento, essa constante é válida e permite calcular a concentração do analito que permanece na solução após várias extrações. 
APLICAÇÕES 
bem ampla e muito variada. 
Tem utilidade na quantificação de impurezas de um produto, na determinação de percentual de princípio ativo em fármacos, no controle de qualidade de fármacos de manipulação, na indústria cosmética, na agricultura, na mineração, no meio ambiente, estudo de estabilidade e degradação etc. 
APLICABILIDADE 
Depende de alguns requisitos e condições da amostra que possibilitam a identificação e quantificação do analito já queo princípio da técnica envolve a vaporização da amostra.
O CG é aplicado para separação de análises de misturas cujos constituintes têm o ponto de ebulição de até 300° e que sejam termicamente estáveis. 
As amostras devem ser voláteis ou volatilizáveis, podendo a amostra não ser só gasosa para poder ser analisada pela técnica. 
AULA 2- INSTRUMENTAÇÃO 
Cromatógrafo gasoso:
gases de arraste que devem ser quimicamente inertes, é utilizado Hélio, nitrogênio ou hidrogênio, a escolha dos gases é ditada pelo tipo de detector que será utilizado. 
Associados ao cilindro de gás existem os reguladores de pressão que possuem válvulas e medidores de fluxo que controlam a vazão do gás que está inserido no sistema. 
O sistema de gás de arraste frequentemente tem uma peneira moléculas para remoção de água e outras impurezas. 
O sistema de introdução de amostra/ injetor com septo de borracha conectado a coluna cromatográfica. 
O forno com temperatura controlada.
Tanto o injetor, quanto o forno e o detector tem que estar termoestatizados, tem que ter uma temperatura controlada para que ocorra a separação e a detecção dos analitos que também devem ter temperaturas controladas já que todo o processo envolve vaporização da amostra. 
Os analitos detectados são convertidos em picos cromatográficos por programas específicos e softwares adequados para esse propósito de identificação e quantificação. 
A coluna tem que estar aquecida o suficiente para proporcionar pressão de vapor suficiente para que cada soluto seja luído dentro de um tempo razoável. 
O detector é mantido em uma temperatura um pouco maior do que a da coluna de forma que todo só solutos permaneçam na forma gasosa. 
Quando a amostra é líquida, até 2 microlitros são suficientes pra ocorrer a separação cromatográfica analítica. Pra coluna preparativa é necessário um volume maior, mas que no máximo até 1ml. 
Em caso de injeção de amostras gasosas elas podem ser introduzidas em volumes de até 10 ml por meio de micro seringas para gases ou uma válvula de amostragem para gases. 
O processo de separação começa com a injeção de um líquido volátil, para que ocorra a eluição é necessária a corrente de gás inerte que transporte o analito que vai ser injetado no sistema de injeção. A amostra precisa ser volátil ou volatilizável. 
É injetada através de um septo de borracha para dentro de uma entrada de injeção aquecida onde a amostra é vaporizada. A amostra é arrastada pela coluna pelo gás de arraste e os solutos são separados. Chegam até o detector cuja a resposta é amplificada e interfaceada por computadores. 
Os cromatogramas gerados possuem a área do pico ou a altura do pico no eixo Y e no eixo X o tempo de retenção (tempo que cada elemento demorou pra ser eluído, tempo que o analito ficou retido na coluna cromatográfica antes de ser eluído), esse tempo é muito importante porque a partir dele é medida a eficiência de separação dos analitos numa corrida cromatográfica, é o tempo que a substância demora pra eluir a partir do momento da sua injeção. 
GÁS DE ARRASTE 
No CG devem ser quimicamente inertes, tem a única função de transporte da amostra, não tem interação. 
A escolha dos gases depende do tipo de detector utilizado. 
Quando trabalhando com detector por condutividade térmica o melhor gás para utilizar é o Hélio ou o hidrogênio. 
Se o detector for ionização de chama o melhor gás é o nitrogênio ou hidrogênio. 
Para condutividade eletrolítica é utilizado o nitrogênio ou o argônio + 5% de metano. 
A impureza dos gases inertes também é importante porque pode causar diversos problemas como a diminuição do tempo de vida útil da fase estacionária e até mesmo uma má resolução dos picos causado por ruídos de sinais de algum tipo de detector.
As vazões geralmente são controladas por um regulador de pressão de dois estágios no cilindro de gás ou por um tipo decrepitado de pressão ou fluxo que é montado no cromatógrafo. Pressões de entrada geralmente de 10-50 psi que leva a vazões de 25-50ml/min em colunas empacotadas e de 1-25ml/min em colunas capilares de tubo aberto, onde são utilizadas as peneiras moleculares que são “traps” para eliminar as impurezas provenientes dos gases. 
O tipo de gás utilizado está relacionado com a resolução do pico cromatográfico. A resolução é formato do pico bem separado. 
O hidrogênio e o Hélio fornecem uma melhor resolução, uma menor altura de prato do que no nitrogênio em vazões elevadas. A razão é que os solutos se difundem rapidamente pelo hidrogênio e pelo Hélio do que no nitrogênio. 
A resolução dos picos cromatográficos se mostra melhor pra H e He. 
Depende também de outras variáveis como o tipo de coluna, comprimento da coluna e a vazão linear que o gás vai fluir, esses parâmetros são observados pela equação de Van Deemter que fala a respeito da resolução e da qualidade de resolução dos picos. 
H= altura do prato, resolução do pico cromatográfico que depende do pico da coluna e o número de pratos teóricos que é um parâmetro a respeito da eficiência da separação em termos de alargamento de banda. 
EFICIÊNCIA CROMATOGRÁFICA 
os cromatogramas são descritos por meio de pratos teóricos, pelo número de equilíbrios entre analito, fase móvel e fase estacionária. 
Quanto mais pratos teóricos existem em uma coluna mais etapas de equilíbrio existem, melhorando a separação entre compostos com pontos de ebulição diferentes. 
O nome “pratos teóricos” (N) era usado em destilaria para separação de compostos voláteis. A retenção de um composto em uma coluna pode ser descrita pelo número de etapas de equilíbrio entra a injeção e a eluição, quanto mais etapas de equilíbrio e mais pratos teóricos mais estreita será a banda cromatográfica quando o composto é eluído. 
Para qualquer pico o número de pratos teóricos é encontrado medindo o tempo de retenção e a largura da base. 
Se uma coluna é dividida em N pratos teóricos então a altura do prato H é comprimento de um prato
H = comprimento da coluna (L)/ número de pratos teóricos (N) 
Quanto menor é altura do prato mais estreitos serão os picos, a capacidade de uma coluna de separar os componentes de uma mistura aumenta com a diminuição da altura do prato. 
Uma coluna eficiente tem mais pratos teóricos do que uma coluna ineficiente. 
A eficiência da coluna depende do comprimento da coluna. As colunas podem ser do tipo capilar (mais utilizada em CG) e do tipo empacotada (mais utilizada em HPLC) a principal diferentes entre elas é o comprimento, as capilares tem um diâmetro menor e comprimentos que atingem até 100m já as empacotas tem um diâmetro maior é um comprimento que varia de 5-20cm podendo atingir 2m. Para as capilares, à medida que o diâmetro (Dc) aumenta e espessura da fase estacionária aumenta e o número de pratos teóricos diminui, indicando a perda da eficiência da coluna. Os valores de H para colunas capilares e empacotadas são muito próximos, mas como o comprimento da coluna para as capilares é bem maior elas acabam sendo mais eficientes. 
A eficiência de separação pode ser calculada de acordo com a resolução dos picos cromatográficos e pode ser feito a partir das informações do tempo de retenção (TR) e a largura da base do pico (W) 
AULA 3- SISTEMA DE INJEÇÃO DE AMOSTRA 
a eficiência de separação da coluna requer que a amostra tenha um tamanho (quantidade) que seja adequado e introduzida como um vapor pois a injeção lenta de amostras muito grandes causa espalhamento de banda, as bandas ficam mais largas e causa uma baixa resolução de separação, por esse motivo a temperatura do injetor deve ser elevada pra que a amostra se vaporize imediatamente sem causar decomposição, essa temperatura normalmente fica 50° acima da temperatura do valor do ponto de ebulição do componente menos volátil. 
o volume de amostra injetado depende das características da coluna utilizada, se for uma empacotada o volume máximo pra amostras em solução líquida é de 20 microlitros e se for em fase gasosa até 50ml. Já nas capilares o volume se reduz ainda mais sendo de até 3 microlitros para amostras líquidas e de 100 microlitrospara gasosas. 
O CG depende da temperatura pra separar os compostos todo o equipamento deve ter sistema de vedação que impede a perda de calor interno e por essa razão a introdução da amostra se dá por um septo de borracha ou de silicone que esteja bem vedado e que pode ser facilmente perfurado por micro seringas de volumes variados para a injeção da amostra.
as amostras devem ser introduzidas em quantidades adequadas e como uma zona estreita de vapor, a injeção muito lenta ou muito volumosa causa o espalhamento das bandas e piora a resolução de separação. 
Para a injeção de amostras líquidas são utilizadas seringas calibradas com os volumes variados que perfuram o septo de borracha, silicone ou diafragma na cabeça da coluna aquecida. No caso de amostras gasosas ou líquidas são muito utilizadas válvulas de amostragem/ alças de amostragem. 
Quando as amostras são sólidas devem ser pré-tratadas, dissolvidas em um solvente adequado para que elas possam ser injetadas na forma de solução. 
O sistema de injeção de amostra é uma etapa crítica, muito importante para a introdução de amostra, para isso existem alguns métodos de injeção como: 
[Os líquidos são injetados através do septo de borracha pra dentro da entrada de injeção que vai ser direcionada para a coluna, esse sistema de injeção deve estar aquecido, o gás de arraste conduz a mostra vaporizada pra dentro da coluna cromatográfica aonde ela será separada. Uma injeção geralmente contém uma quantidade de material adequada para uma coluna capilar (mais comum), dessa forma o método mais comum de injeção de amostras líquidas envolve o uso dessas três formas diferentes de introdução de amostra, depende da quantidade de amostra disponível para análise.] 
a injeção com divisão (split)- do total injetado somente 10% chega na coluna. É o modo mais popular e versátil utilizado na cromatografia gasosa por capilaridade. Pode ser aplicada para muitos tipos de análise, embora ela seja menos sensível, no entanto a resolução do cromatograma não é afetada pelo fato de ocorrer a divisão. Também conhecida como aprisionamento pelo solvente pelo fato de no ato da injeção da amostra ocorrer a zona de vaporização onde a amostra fica aprisionada antes de ser dividida. A amostra é introduzida perfurando o septo, é vaporizada na câmara de vaporização antes da coluna e se move na direção da coluna, grande proporção do que foi vaporizado é esgotado antes de ser separado na coluna e posteriormente detectado. O divisor da amostra tem a função de proteger a coluna de qualquer sobrecarga de amostra e aumentar a velocidade de movimento do componente na porta do injetor. A taxa de divisão da amostra é muito grande então ocorre uma diminuição da sensibilidade (caso contrário, com a divisão sendo menor a sensibilidade aumenta), o que se usa na prática é uma taxa de divisão ideal, nem alta nem baixa, fazendo com que nesse sistema de divisão de fluxo apenas 0,1-10% de amostra alcance a coluna para ser separada.  
injeção sem divisão (splitless)- do total injetado cerca de 80% chega na coluna e pode ser separada. A partir de um pequeno fracionamento, uma vaporização mais seletiva dos componentes ocorre durante a injeção fazendo com que esse maior percentual atinja a coluna, essa técnica é muito utilizada pra amostras que tem menos de 0,01% do analito, estando presentes a nível traço como algumas substâncias presentes em amostras ambientais, resíduos de pesticidas. Se a amostra inteira não for vaporizada durante a injeção os componentes de mais alto ponto de ebulição não são totalmente injetados na coluna e vai haver um erro na análise quantitativa, é apropriada a injeção sem divisão de fluxo. 
Injeção direta na coluna (On-Column)- quando a quantidade de amostra é muito restrita e limitada. É uma das técnicas menos utilizadas e é aplicada para compostos sensíveis e que se decompõem acima do seu ponto de ebulição, faz com que não seja necessário fazer a vaporização anterior a coluna, os compostos passam direto sem passar pelo injetor aquecido. Uma vez que a amostra é injetada diretamente na coluna a coluna pode sofrer uma contaminação, por isso seu uso é bastante restrito. 
AMOSTRAGEM/ EXTRAÇÃO POR HEADSPACE (HS) 
Muito comum na cromatografia gasosa, principalmente no preparo de amostra quando é necessário fazer extração do analito para fase gasosa. 
Conhecida também como “espaço confinante” envolve um equilíbrio dos analitos voláteis entre uma fase líquida ou sólida na parte inferior e uma fase de vapor na parte superior. É uma mistura que contêm menores quantidades de soluto em relação a complexidade da matriz, apenas a fase de vapor será injetada no cromatógrafo a gás impendido a contaminação do injetor, da coluna e do detector por qualquer substância não volátil. 
A principal característica é a possibilidade na determinação de componentes voláteis na amostra estudados de forma direta, além disso se torna insubstituível e muito eficiente pois possibilita a introdução da amostra sem pré-tratamento no CG. 
Ex: análise de gás propelente de isqueiro- esses gases ficam confinados dentro de recipientes fechados, é um líquido volátil, quando a solução dentro do recipiente é agitada tem-se a formação do vapor na parte superior e o líquido na inferior, é feito o headspace na análise dessa amostra para pegar apenas a parte de vapor pra introduzir e injetar dentro do cromatógrafo. 
Os recipientes utilizados são vials que são perfuráveis por micro seringas para permitir a introdução da amostra no cromatógrafo. 
VÁLVULAS DE AMOSTRAGEM (LOOP) 
em trabalhos quantitativos a quantidade de amostra, o tamanho de amostra mais reprodutível de líquidos e gases são obtidos por uma válvula rotatória de amostragem que tem um volume fixo. Com esse dispositivo os erros devido ao tamanho de amostra injetado podem ser reduzidos em 0,5-2%. 
É preenchida por injeção com excesso de amostra e quando é feita a rotação da válvula em 45° o volume é introduzido cuja capacidade é definida, melhorando a reprodutibilidade da injeção- posição de carregamento, é mais comum utilizado esse loop em cromatografia líquida, em gasosa existe outro caso específico. 
COLUNAS 
Em cromatógrafos gasosos as mais utilizadas são as empacotas e as capilares. 
As empacotadas são feitas de tubo de vidro, metal, aço inoxidável ou de teflan que geralmente tem de 2-3m de comprimento e 2-4mm de diâmetro interno, pode variar. Esses tubos são densamente empacotados com a fase estacionária com material uniforme e sólido que estão divididos finamente ou pode estar recobrindo um suporte sólido com uma fina camada de fase estacionária líquida, geralmente sílica fundida. 
AULA 4- COLUNAS 
As capilares, também chamadas de tubulares abertas, tem dimensões bem diferentes e são mais amplamente utilizadas pela cromatografia gasosa, tem comprimentos de até 100m e diâmetro interno de até 0,5mm, tendo um maior comprimento o alargamento dos picos acaba sendo reduzido e a resolução dos picos melhora devido aos múltiplos caminhos e os equilíbrios existentes na separação entre a fase estacionária e a móvel com o analito porque não existem partículas da fase estacionária no percurso do fluxo já que a fase estacionária é líquida, um filme fino pequeno e estreito que é coberto sobre um suporte sólido. 
As capilares contêm fase estacionária líquida com um filme bem fino com espessura de até 5 micrômetros, também pode ser sólida recobrindo as paredes internas e geralmente são feitas de sílica fundida. Com o envelhecimento da coluna a fase estacionária se decompõe e expõe o grupo silanol (silício + OH) na superfície da sílica, esse grupo retém fortemente alguns compostos polares através de uma ligação por pontes de H que leva a formação de caudas do lado esquerdo e direito nos picos cromatográficos, essas colunas tem grandes comprimentos que atingem até 100m e por essa razão ficam enroladas e armazenada dentro de um forno com temperatura controlada. 
As fases estacionárias para cada tipo de composição têm-se a polaridade e a faixa de temperatura em que ela opera. A escolhada fase estacionária líquida pra uma determinada análise é baseada na regra do “semelhante dissolve semelhante”, dessa forma as colunas apolares são melhores pra solutos apolares enquanto as colunas polares são melhores pra solutos polares. 
Exemplo: separações cromatográficas dos componentes da tabela fazendo uso de uma coluna apolar e outra polar, os compostos são eluídos no cromatograma A de 1-10 praticamente de acordo com a ordem crescente do ponto de ebulição considerando que a fase estacionária é apolar, a fase estacionária fortemente polar B retém fortemente os solutos polares, portanto os álcoois com OH serão os últimos a serem eluídos, seguidos pelas 3 cetonas que tem polaridade intermediária por causa do grupo carbonila, seguido dos alcanos que tem hidrocarbonetos. A formação de ligação de hidrogênio entre o soluto e a fase estacionária é provavelmente a ligação mais forte que causa a retenção de alguns compostos. 
No uso das colunas existem as colunas de guarda/ pré-colunas, os cromatógrafos geralmente utilizam uma pré-coluna variando de 5-10m de comprimento acoplada na parte frontal da coluna capilar, é praticamente a mesma que a capilar mas não tem fase estacionária, suas paredes internas não apenas silanizadas pra reduzir a retenção de alguns solutos. 
A sua função é de acumular algumas substâncias não voláteis que de outra forma seriam injetadas na coluna cromatográfica, mas nunca seriam eluídas. É importante trabalhar com essa pré-coluna porque esses resíduos degradam a coluna cromatográfica e causam distorções nos picos cromatográficos e quando isso acontece é necessário cortar a parte inicial da pré-coluna para não atrapalhar a separação dentro da coluna capilar. É como se fosse uma continuidade da coluna capilar, mas não possui o mesmo recheio. 
O formato da pré coluna no HPLC é semelhante a coluna empacotada. 
FORNOS PARA COLUNAS 
As colunas ficam armazenadas sob temperaturas controladas, sendo necessária a utilização de um forno. 
A temperatura da coluna é uma variável importante que deve ser controlada até poucos décimos de graus em trabalhos mais precisos. 
A coluna é montada dentro do forno termoestatizado a uma temperatura igual ou ligeiramente superior ao ponto de ebulição médio de uma amostra o que resulta num tempo de eluição razoável de 2-30min. 
O forno funciona bem para uma ampla faixa de temperatura desde a temperatura ambiente até uns 400°. 
O forno tem sistema de controle independente de forma que a temperatura do detector e do injetor não afetam o forno. 
O importante é manter a temperatura constante e homogênea durante a análise, para isso existe o sistema de ventilação interno. 
Para fazer um bom uso do forno esse compartimento deve ter boas características, principalmente de construção: 
Ter fácil acesso para fazer a troca da coluna já que ela fica enrolada dentro do forno, para fazer a troca da coluna e ter acesso ao forno é necessário que haja uma construção mais facilitada. 
O aquecimento e resfriamento devem ser rápidos já que as temperaturas são manipuláveis. 
A temperatura deve se manter estável e ser reprodutível para que se tenha boas exatidões e precisões. 
Deve permitir a programação linear de temperatura (rampa de temperatura), faz com que a separação de misturas complexas com pontos de ebulição variados poder ser separadas isotermicamente, com temperatura constante, ou com a programação de temperatura em temperaturas variadas. 
PROGRAMAÇÃO DE TEMPERATURA
Quando se tem amostras com certas faixas de volatilidade ou de ponto de ebulição é melhor se utilizar uma programação de temperatura na qual a temperatura da coluna será aumentada continuamente ou de forma gradual conforme se procede a separação, depende dos pontos de ebulição dos compostos da mistura. 
Em geral, a resolução ótima está relacionada a temperaturas mínimas, no entanto o custo dessa redução de temperatura tem como principal consequência o aumento do tempo de corrida/eluição, aumentando também o tempo para completar a análise. 
Se a temperatura é aumentada, a pressão do vapor do soluto aumenta, o tempo de retenção diminui e a análise será mais rápida. 
Para separar uma mistura de compostos com ampla faixa de pontos de ebulição e diferentes polaridades a temperatura da coluna é elevada durante a separação- programação de temperatura. 
Considerar sempre a faixa de pontos de ebulição para optar por temperaturas mais altas ou mais baixas, por quanto tempo, de quanto até quanto. 
A separação na cromatografia gasosa pode ser feita com uma temperatura constante do início ao fim ou com variação de temperatura por meio da rampa de temperatura. 
Uma mistura de compostos com pontos de ebulição variados podem ser melhor separados quando se usa programação de temperatura, uma separação programada dá uma melhor resolução e separação dos picos cromatográficos. 
Elevação ou diminuição de temperatura causa um aumento ou diminuição do tempo de retenção dos compostos ou torna os picos mais estreitos ou menos estreitos que tem a ver com a resolução dos picos cromatográficos. 
DETECTORES 
Quantos os analitos são separados eles devem ser detectados. 
diferente da cromatografia gasosa, a líquida não tem detectores universalmente aplicáveis e confiáveis como os detectores de ionização em chama e condutividade térmica que são usados no CG. 
O detector ideal para o CG deve ter as mesmas propriedades e características pra cromatografia líquida: 
devem ter sensibilidade adequada que consegue detectar na faixa de 10^-8 a 10^-15g/s do soluto. 
Deve ter uma boa estabilidade e reprodutibilidade. 
Uma resposta linear aos solutos que se estenda a várias ordens de grandeza. 
Faixa de temperatura desde a ambiente até pelo menos 400°. 
Um tempo resposta curto e independente da vazão. 
Alta confiabilidade, robustez e facilidade de uso. 
Similaridade de resposta a todos os solutos ou, alternativamente, uma resposta altamente previsível e seletiva a uma ou mais classes de solutos- repetitibilidade das respostas.
Não deve destruir a amostra. 
Cada detector pode ser seletivo ou universal. 
Detector de condutividade térmica (TCD) é universal que é aplicado para qualquer tipo de composto que está sendo separado na sua coluna cromatográfica. 
No geral, os LD são baixos e ainda mais baixos quando comparados com o espectrômetro de massas, o tipo de gás de arraste escolhido como gás carregador deve ter compatibilidade com o tipo de detector utilizado. 
DETECTOR POR CONDUTIVIDADE TÉRMICA- TCD 
a condutividade térmica mede a capacidade da substância de transportar calor, no detector da condutividade térmica o gás que sai da coluna (eluente) passa por um filamento de tungstênio rênio que estará aquecido. Quando o soluto sai da coluna a condutividade térmica do fluxo gasoso diminui e o filamento se torna mais quente 
AULA 5-DETECTOR POR CONDUTIVIDADE TÉRMICA- TCD 
a condutividade térmica mede a capacidade da substância de transportar calor. No detector da condutividade térmica o gás que sai da coluna (eluente) passa por um filamento de tungstênio rênio que estará aquecido. Quando o soluto sai da coluna, contendo o analito, a condutividade térmica do fluxo gasoso diminui e o filamento se torna mais quente aumentando a resistência elétrica, a ddp nos terminais dos filamentos aumenta, essa variação de ddp é o sinal do detector. O detector responde a essa mudança de condutividade térmica de modo que a condutividade do soluto e do gás de arraste devem ser o mais diferente possíveis. 
Como o H e o He possuem as maiores condutividade térmicas eles são os escolhidos para serem gases de arraste para esse detector por condutividade térmica. 
Esse detector responde a todas as substâncias exceto o gás de arraste, por isso é chamado de detector universal, o gás de arraste possui uma condutividade maior do que os outros compostos orgânicos (cerca de 6-10x maior), fica mais fácil trabalhar a ddp gerada, por isso são mais utilizadas. 
DETECTOR DE IONIZAÇÃO DE CHAMA- DIC 
Muito utilizados também no CG. 
Possuem um queimador em que o eluente da colunaé misturado com o H e o ar comprimido provocando uma ignição elétrica, ocorre uma queima tanto do efluente da coluna em decorrência da pirólise gerada pela combinação de H e ar. 
Grupos funcionais contendo carbonila, álcool, halogênio, amina produzem pouco ou nenhum íon em chama, por isso acaba sendo insensível para vários compostos. 
Esse detector não tem sensibilidade para espécies não combustíveis como a água, CO2, NO2, NOx etc. 
essas propriedades fazem do DIC um detector de uso mais geral e útil para a análise da maioria das amostras orgânicas incluindo as contaminadas por água, óxido de nitrogênio e enxofre. 
Mostra alta sensibilidade por conseguir analisar cerca de 10^-3g por segundo. 
Apresenta um largo intervalo de resposta linear na faixa de 10^7 e um nível ruído baixo em que o LD é aproximadamente 100x menor que o DCT. 
É bastante resiste e fácil de ser utilizado. 
A única desvantagem é que durante o processo de pirólise a amostra é destruída diferente do DCT. 
a maioria dos compostos orgânicos quando são pirolizados em temperatura de chama que combinando o H e o ar comprimido produz íons e elétrons que podem conduzir eletricidade através da chama. Um potencial de algumas centenas de volts é aplicado através da ponta do queimador, a corrente resultante da queima é dirigida para um amplificador operacional que tem alta impedância pra medida. A ionização dos compostos contendo carbono em uma chama é um processo não totalmente compreendido, embora tenha sido observado que o número de íons é grosseiramente proporcional ao número de átomos de carbono que são reduzidos na chama. 
Como o DIC responde ao número de átomos de carbono que estão entrando no detector por unidade de tempo, é um dispositivo sensível a massa, mas não a concentração, a respostas dos compostos orgânicos é diretamente proporcional a massa do soluto em cerca de sete ordens de grandeza. 
DETECTOR POR CAPTURA DE ELÉTRONS- DCE 
apresenta como princípio a supressão do fluxo de elétrons causada pelos absorção por espécies eletrofílicas. 
Características: 
É extremamente sensível a moléculas que tenham halogênios (como a maioria dos pesticidas), peróxidos, quinonas e grupo nitro.
É relativamente insensível aos hidrocarbonetos, álcoois e cetonas. 
Com esse tipo de detector não há alteração significativa da amostra, não há destruição da amostra. 
Funcionamento: 
O gás de arraste que sai da coluna entra no detector e é ionizado por elétrons de alta energia que são oriundos de raios beta que são emitidos a partir de uma lâmina que tem o isótopo radioativo níquel 63, provocando a ionização do efluente do gás de arraste que normalmente é o nitrogênio. 
Os elétrons produzidos na ionização (os elétrons do gás) vão ser atraídos para um ânodo produzindo uma pequena corrente estável. Quando as moléculas do analito, que tem uma alta afinidade por elétrons, entram no detector eles capturam alguns dos elétrons (substância eletrofílica) reduzindo a corrente elétrica. 
Para manter essa corrente elétrica constante o detector responde variando a frequência dos pulsos do potencial elétrico entre o cátodo e o ânodo para medir a quantidade de corrente elétrica gerada em decorrência da absorção de alguns elétrons para equilibrar a supressão da corrente elétrica. 
ESPECTRÔMETRO DE MASSAS (MS) COMO DETECTOR
O CG acopla técnicas seletivas por espectroscopia e eletroquímica gerando um método ifenado que fornece ferramentas muito poderosas para identificação de componentes de misturas complexas. 
A espectrometria de massa no CG mede as massas e abundância dos íons em fase gasosa, esse espectrômetro é o detector mais poderoso que existe pra cromatografia porque é sensível a baixíssimas concentrações de analito fornecendo tanto informação qualitativa quanto quantitativa, além de ter a capacidade de distinguir substâncias diferentes com o mesmo tempo de retenção. 
Os compostos que eluem da coluna cromatográfica vão ser direcionados pro espectrômetro de massas, vão passar através de um conector aquecido para dentro de uma câmara de ionização, que é um dos compartimentos do espectrômetro de massas, e são convertidos em íons e acelerados por um potencial de 15V antes de entrar no separador de massa quadrupolar, é então separado tendo a razão massa/carga sendo detectada por um sistema similar a fotomultiplicadora. 
Antes da separação dos compostos, no espectrômetro de massa, as moléculas que eluem da coluna são convertidas em íons que estão separados de acordo com a razão massa/carga. 
Composto basicamente por uma câmera de ionização, um analisador de massas e um detector similar a fotomultiplicadora. 
Existem um sistema de auto vácuo que faz uso de uma série de bombas para possibilitar o acoplamento e provocar a ionização. 
Um sistema de entrada de amostra para camada de ionização (conexão CG- fonte de ionização) onde as amostras são convertidas em íons e transferidas para fase gasosa e então para o analisador de massas. 
Existem vários tipos de fonte de ionização, estudados apenas o impacto por elétrons e o eletronspray. 
Pros analisadores de massa existe principalmente o quadropolo (mais comum) e o TOF (Time-of-fligh)
Detector é muito similar a fotomultiplicadora com multiplicação do sinal. 
O perfil do espectro gerado ao final depende do tipo de processo de ionização utilizado, depende da fonte de ionização. 
CG-MS 
o CG fica conectado ao espectrômetro de massas. 
O eluente do CG passa para entrada do espectrômetro de massa no qual as moléculas dos gases serão fragmentadas no primeiro fragmento, ionizadas e depois entram no analisador para transmissão e na sequência a detecção. 
No eixo y ficam as informações de abundância relativa dos fragmentos e no eixo x as razões massa/carga de cada fragmento que constitui o elemento analisado. 
AULA 6- FONTES DE IONIZAÇÃO PARA MS 
O primeiro fragmento do espectrômetro de massa em que ocorre a ionização é a câmara de ionização para fragmentação. 
No caso de fase gasosa pode ser impacto por elétrons e ionização química. 
Essa fonte de ionização pode ser também por dessorção que inclui o MALDI, eletronspray e o FAB. 
Existem diferentes fontes de ionização, de converter as moléculas em íons através de algum desses métodos. 
IONIZAÇÃO POR IMPACTO DE ELÉTRONS 
As moléculas são bombardeadas com um fluxo de alta energia que contém os elétrons oriundos de um filamento incandescente que pode ser de tungstênio ou de rênio e serão convertidas ou fragmentadas em íons, produz íons positivos e negativos e espécies neutras, algumas moléculas (M- do analito) são uma fração muito pequena que absorvem a energia suficiente para ionizar e formam cátion (M+= íon molecular) que é dirigido para o analisador de massa/carga por repulsão eletrostática. 
Após a ionização, o íon molecular normalmente possui uma energia residual interna suficiente de 0,1 eV para se fragmentar ainda mais, dessa forma pode haver muito pouco do íon molecular e seu correspondente pico é pequeno ou inexistente no espectro de massa gerado a partir da ionização. 
Como resultado, o espectro: 
Ex: espectro de massa do sedativo pentobarbital- não apresenta o pico do íon molecular que seria a massa/carga de 226 correspondente a sua massa nominal, ao invés disso existem fragmentos que aparecem nos picos que fornecem indicações sobre a estrutura da molécula do composto. O pico mais intenso que o espectro apresenta é chamado de pico base, a intensidade dos demais picos são expressas em percentual da intensidade do pico base, assim o espectro de ionização por elétrons do pico base corresponde ao valor de 141 massa/carga. 
Já na ionização química geralmente produz menor número de fragmentos do que a ionização por elétrons com gás reativo (com o metano), em uma determinada pressão os elétrons com energia suficiente entre 100-200 eV convertem o gás metano em uma variedade de produtos como o CH4+, CH5+ (é uma fonte que tem como características ser um bom doador de prótons e que reage com o analito M pra dar origem a uma molécula protonada MH+ que normalmente é o íon mais abundante), CH3. 
No espectro de massas de ionização química, a molécula protonada é representado pelo pico massa/carga de 227, que é um pico forte, e existem menos fragmentos do que o de ionização por elétrons. Dependendo do tipo de fonte de ionização utilizada os picos serão diferentes. 
IONIZAÇÃO POR ELETROSPRAY (ESI) 
envolve a produção de íons através da formação de um spray de uma solução contendo o analito que sai da coluna dentro de um campo elétrico. O eletrospray cria gotículas carregadas através de um processo de nebulização. 
Esse processo de ionização ocorre devido a aplicação de um forte campo elétrico que age sobre a superfície das gotículas, à medida que o solvente evapora na região de alto vácuo o tamanho da gotícula diminui gradativamente até que sobre apenas os íons livres do solvente. 
É uma técnica muito comum de ser utilizada no acoplamento com o MS na etapa de ionização, na conversão de moléculas em íons. 
A ação do campo elétrico cria gotículas de forma que gradativamente tem-se a geração de íons livres. 
ANALISADORES PARA MS
Os fragmentos que foram ionizados devem ser analisados dentro do compartimento de analisadores para espectrômetros de massa. 
Chamado também de separador de massa, seleciona os íons provenientes da fonte de ionização de acordo com seu valor de massa/carga. 
Dentre os vários tipos de analisadores tem-se o quadropolo e o TOF são os mais utilizados. 
ANALISADOR DE MASSA QUADROPOLAR 
consiste em quatro hastes metálicas paralelas nas quais se aplica uma diferença de potencial constante entre elas e um potencial elétrico alternado variando a radiofrequência. O campo elétrico gerado deflete os íons ressonantes em trajetórias bastante aleatórias/complexas também chamadas de helicoidais, quando migram da câmara de ionização em direção ao detector acabam permitindo que apenas íons com determinados valores de razão massa/carga  alcancem o detector na saída. Os outros íons que não são ressonantes colidem com as hastes e são perdidos antes de chegar ao detector.
Os LDs são bem baixos e variam de alguns fentogramas até 100 picogramas. 
Separação por razão massa/carga decorrente do campo elétrico gerado entre os quadropolos. 
Os limites de quantificação são bem baixos e variam de alguns fentogramas até 100 picogramas. 
O espectômetro de massas é evacuado a uma determinada pressão para minimizar a colisão dos íons com o gás residual quando passam através dos quadropolos, íons com massas diferentes são selecionados para alcançar o detector através da variação do potencial aplicado a essas hastes, os quadropolos de transmissão podem registrar de 2-8 espectros completos por segundo, cobrindo uma faixa de 4 mil unidade de massa/carga. 
Já o detector de íons por multiplicação de elétrons não é uma fotomultiplicadora mas tem o mesmo sistema de multiplicação de elétrons chamado de “multiplicador de elétrons”, os íons atingem um cátodo liberando elétrons que são acelerados para um dinodo mais positivo e os elétrons liberados são acelerados para um segundo dinodo onde mais elétrons serão liberados, aproximadamente 10^5 e 10^6 elétrons alcançam o ânodo para cada íon que atingir o cátodo. 
ANALISADOR DE TEMPO DE VOO (TOF) 
Faz o uso da propriedade do tempo que os íons de diferentes razões massa/carga levam pra cruzar o sistema de separação dos íons (trajetória em laranja), opera um modo mais pulsado de forma que íons devem ser gerados repetidamente em pulsos, o campo elétrico acelera todos esses íons formados, tanto o íon molecular quanto os fragmentos, pra uma região livre de efeitos externos como o campo elétrico magnético, a ddp. Os íons são levados com uma energia cinética de carga Z na qual uma voltagem é aplicada para que eles possam ser carregados, como a energia cinética é dada pela metade do produto da massa * velocidade ao quadrado os íons mais leves viajam mais rapidamente do que os pesados e alcançarão o detector no fim da região livre de efeitos externos. 
O tempo de voo de um íon vai depender da sua massa, da sua carga e da energia cinética. 
RESULTADOS - CG-MS
geração dos espectros que são os íons separados de acordo com sua massa carga, mostrando então a abundância relativa de cada fragmento. Dessa forma, pode-se interpretar ou construir um quebra cabeça sobre o composto que está sendo analisado a partir dos seus fragmentos, montando a estrutura esperada do composto analisado.