Cromatografia aula

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Cromatografia aula em power point

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  • 1. Fundao Universidade Federal do Rio Grande Instituto de Oceanografia Disciplina de Poluio Marinha talo Braga de Castro CROMATOGRAFIA (aula 1)

2. Definio: um mtodo fsico-qumico de separao dos componentes de uma mistura por interao entre uma fase estacionria e uma fase mvel. Fase Estacionria: slido (ou lquido impregnado com slido) que permanece dentro da coluna de separao. Fase Mvel: solvente (gs ou lquido) que se move atravs da coluna, carregando os solutos. 3. Histrico: M. TSWEET (1903): Separao de misturas de pigmentos vegetais em colunas recheadas com adsorventes slidos e solventes variados. ter de petrleo CaCO3 mistura de pigmentos pigmentos separados Cromatografia = kroma [cor] + graph [escrever] (grego) 4. Princpio: 5. 1-De acordo com o sistema cromatogrfico Em Coluna Cromatografia Lquida Cromatografia Gasosa Cromatografia Supercrtica Planar Cromatografia em Camada Delgada (CDC) Cromatografia em Papel (CP) Classificao: 6. 2-De acordo com a Fase Mvel Utilizao de Gs Cromatografia Gasosa (CG) Cromatografia Gasosa de Alta Resoluo (CGAR) Utilizao de Lquido Cromatografia Lquida Clssica (CLC) Cromatografia Lquida de Alta Eficincia (CLAE) Utilizao de Gs Pressurizado Cromatografia Supercrtica (CSC) Classificao: 7. 3-De acordo com a Fase Estacionria Lquida Slida Quimicamente Ligadas 4-De acordo com o Modo de Separao Por adsoro Por partio Por troca inica Classificao: 8. Mecanismos de separao: Processos fsicos -> Soro atraes polares 9. S CROMATOGRAFIA Em colunaPlanar L L F L CP CCD CCD Gs L S F L CGL CGS CGFL Fludo supercrtico F LL CSS CSFL Lquido L S CLL CLS CE F L CLFL CTI CB Tipos de Cromatografia Fase Mvel Tcnica Fase Estacionria Classificao: 10. - Cromatografia Planar Lquido-lquido - Princpio: partio relaciona a diferena de solubilidades dos componentes de uma mistura, na fase mvel e fase estacionria; - Tipos: ascendente, descendente, bidimensional, circular - Anlise qualitativa: Rf (fator de reteno); Rf = distncia percorrida pela substncia distncia percorrida pela fase mvel Cromatografia em Papel: 11. Mtodo rpido (20-40 min.) Uso de diversos agentes cromognicos Maior sensibilidade que C.P. (10-9 g) Grande gama de compostos pode ser analisada Mtodo simples e barato F.M. - sistema de solventes F.E - Adsorventes (slica, alumina, celite, amido) Mtodos de deteco: fsico-qumicos Princpio: Adsoro (polaridade) Cromatografia em camada delgada: 12. Pode ser tambm chamada de cromatografia lquida clssica. FE slica e alumina; FM eluente; PRINCPIO: adsoro Cromatografia em coluna: 13. FASE MVEL injeo separao eluio Fase estacionria DETECTOR Cromatografia Gasosa: 14. Em CG a FE pode ser: Slida Lquida Cromatografia Gs-Slido (CGS) Cromatografia Gs-Lquido (CGL) FE slida com uma grande rea superficial e a separao baseia-se em mecanismos de adsoro das substncias neste slido. FE lquida pouco voltil recobrindo um suporte slido ou as paredes da coluna capilar. A separao baseia-se em mecanismo de partio das substncias entre a fase lquida e gasosa. Cromatografia Gasosa: 15. Rapidez Alto poder de separao Separao de vrias classes de compostos em uma anlise Sensibilidade (ppm - ppb) Facilidade de registrar dados Variedade de detetores (especificidade) Amostras volteis Compostos termicamente estveis Tcnicas auxiliares p/ identificao Cromatografia Gasosa: 16. Quais misturas podem ser separadas por CG ? Misturas cujos constituintes sejam VOLTEIS (evaporveis) (para uma substncia qualquer poder ser arrastada por um fluxo de um gs ela deve se dissolver - pelo menos parcialmente - nesse gs) DE FORMA GERAL: CG aplicvel para separao e anlise de misturas cujos constituintes tenham PONTOS DE EBULIO de at 300oC e que sejam termicamente estveis. Cromatografia Gasosa (Aplicaes): 17. Ambiental Pesticidas, organoclorados e PCBs Hidrocarbonetos Aminas e fenis Alimentos Anlise de cidos graxos e triglicerdeos Anlise de compostos volteis responsveis pelo aroma caracterstico de alimentos Anlise de acares e aminocidos Farmacutica Qumica Forense/Toxicologia Doping Metablitos de drogas Qumica Industrial Petroqumica Cromatografia Gasosa (Aplicaes): 18. Cromatgrafo de Fase Gasosa: 19. 1 2 3 4 6 5 Cromatografia Gasosa: 1 - Reservatrio de Gs e Controles de Vazo / Presso. 2 - Injetor (Vaporizador) de Amostra. 3 - Coluna Cromatogrfica e Forno da Coluna. 4 - Detector. 5 - Eletrnica de Tratamento de Sinal. 6 - Registro 20. Gs de Arraste: Fase Mvel em CG: NO interage com a amostra - apenas a carrega atravs da coluna. Assim usualmente referida como GS DE ARRASTE Requisitos: INERTE No deve reagir com a amostra, fase estacionria ou superfcies do instrumento. PURO Deve ser isento de impurezas que possam degradar a fase estacionria. Impurezas tpicas em gases e seus efeitos: oxida / hidroliza algumas FE incompatveis com DCE H2O, O2 hidrocarbonetos rudo no sinal de DIC 21. Requisitos: CUSTO Gases de altssima pureza podem ser muito caros. COMPATVEL COM DETECTOR Cada detector demanda um gs de arraste especfico para melhor funcionamento. CUSTO PUREZA A B C A = 99,995 % (4.5) B = 99,999 % (5.0) C = 99,9999 % (6.0) Gs de Arraste: 22. Componentes necessrios linha de gs: controladores de vazo / presso de gs dispositivos para purificao de gs (traps) 1 2 3 4 5 6 1 - Cilindro de Gs 2 - Regulador de Presso Primrio 3 - Traps para eliminar impurezas do gs 4 - Regulador de Presso Secundrio 5 - Regulador de Vazo 6 - Medidor de Vazo (Rotmetro) Gs de Arraste: 23. 1 2 3 4 1 - Septo (silicone) 2 - Alimentao de gs de arraste) 3 - Bloco metlico aquecido 4 - Ponta da coluna cromatogrfica Injetor: 24. Injeo: 25. TEMPERATURA DO INJETOR Deve ser suficientemente elevada para que a amostra vaporize imediatamente, mas sem ocasionar a sua decomposio. Regra Geral: Tinj = 50oC acima da temperatura de ebulio do componente menos voltil VOLUME INJETADO Depende do tipo de coluna e do estado fsico da amostra COLUNA Amostras Gasosas Amostras Lquidas empacotada = 3,2 mm (1/4) 0,1 ml ... 50 mL0,2 L ... 20 L capilar = 0,25 mm 0,001 ml ... 0,1 mL0,01 L ... 3 L Slidos: convencionalmente se dissolve em um solvente adequado e injeta-se a soluo Injeo: 26. mbolo corpo (pirex) agulha (inox 316) Microseringa de 10 L: Microseringa: 27. EMPACOTADA = 3 a 6 mm L = 0,5 m a 5 m Recheada com slido pul- verizado (FE slida ou FE lquida depositada sobre as partculas do recheio) CAPILAR = 0,1 a 0,5 mm L = 5 m a 100 m Paredes internas recober- tas com um filme fino (fra- o de m) de FE lquida ou slida Colunas: 28. Colunas (parmetros): Alm da interao com a FE, o tempo que um analito demora para percorrer a coluna depende de sua PRESSO DE VAPOR (p0). p0 = f Estrutura qumica do analito Temperatura da coluna Temperatura da coluna Presso de vapor Velocidade de migrao ANALITO ELUI MAIS RAPIDAMENTE (MENOR RETENO) 29. TEMPERATURADACOLUNA CONTROLE CONFIVEL DA TEMPERATURA DA COLUNA ESSENCIAL PARA OBTER BOA SEPARAO EM CG Colunas (parmetros): 30. Dispositivos que examinam continuamente o material eludo, gerando sinal quando da passagem de substncias que no o gs de arraste Grfico Sinal x Tempo = CROMATOGRAMA Idealmente: cada substncia separada aparece como um PICO no cromatograma. Detectores: 31. UNIVERSAIS: Geram sinal para qualquer substncia eluda. SELETIVOS: Detectam apenas substncias com determinada propriedade fsico-qumica. ESPECFICOS: Detectam substncias que possuam determinado elemento ou grupo funcional em suas estruturas Detectores: 32. ~ 60 detectores j usados em CG ~ 15 equipam cromatgrafos comerciais 4 respondem pela maior parte das aplicaes DCT TCD Detector por Condutividade Trmica DIC FID Detector por Ionizao em Chama DCE ECD Detector por Captura de Eletrons EM MS Detector Es- pectromtrico de Massas 33. Detectores: DETECTOR POR CONDUTIVIDADE TRMICA (DCT OU TCD) um Detector de 2 canais mede a diferena, em Condutividade Trmica , entre o Gs de Arraste (Referncia) e o do Gs de Arraste + Amostra (analtico) possui 2 pares de filamentos, 1 em cada canal , formando uma ponte. As vazes dos 2 canais devem ser praticamente iguais A presena de um componente, dissolvido no Gs de arraste, ao atingir o canal analtico muda a resistncia deste filamento , provocando um desequilbrio na ponte que gera um sinal proporcional a quantidade deste A sua sensibilidade depende da corrente do Filamento , concentrao dos componentes e da diferena da Condutividade Trmica entre o Gs de arraste e o componente . 34. TCD: 35. DETECTOR POR IONIZAO EM CHAMA (DIC OU FID) . Detectores: baseia-se no princpio de que a concentrao de um composto diretamente proporcional a concentrao das partculas ionizadas presentes no mesmo O Gs de arraste e os componentes que eluem da Coluna atingem a chama . Esta ioniza (queima) as molculas orgnicas presentes na corrente gasosa . As partculas ionizadas, entre os eletrodos, gera uma corrente que medida atravs de uma resistncia 36. Hydrogen in Air in Collector Flame jet Column connection FID: 37. DETECTOR POR CAPTURA DE ELTRONS (DCE OU ECD) Detectores: um Detector seletivo, especfico para anlises de Compostos Eletroflicos (como os Halognios nos Clorados) . A cela do ECD revestida internamente por uma lmina do istopo radioativo de Ni-63. As Partculas Beta emitidas pelo istopo ionizam o Carrier e os ons e Eltrons resultantes migram para o anodo coletor por influencia de uma voltagem polarizada pulsante , aplicada entre a fonte e o coletor A freqncia de pulsao controlada para manter a corrente constante e a geradora do sinal analtico . um Detector no destrutivo e altamente sensvel, ideal para anlise de pesticidas e agrotxicos clorados 38. Collector 63Nickel foil Make-up gas in Column connection ECD: 39. Detectores: DETECTOR POR ESPECTROMETRIA DE MASSAS A GC/MS uma tcnica analtica , tambm bastante conhecida, que visa identificar positivamente e ou quantificar os componentes de uma mistura . Os componentes da amostra, previam. separados no GC, so transferidas p/ o MS