Quantificação em cromatografia -aula - chaúque 26-08-11

Universidade Eduardo Mondlane Departamento de Qumica Disciplina: Anlise Instrumental IIQuantificao em Cromatografia dr. Eutilrio Chaque

Quantificao em CromatografiaQuantificao

Determinao da concentrao de substncia (analito) numa amostra desconhecida. A concentrao de analito na amostra determinada a partir de uma relao de proporcionalidade com um padro da mesma substncia, mas de concentrao conhecida.

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Anlise Instrumental II - Introduo cromatografia

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Descrio geral da cromatografia

Resumo da apresentaoEtapas do processo analtico; Introduo anlise quantitativa Mtodos quantitativos: (1) Mtodo de percentagem de rea (2) Mtodo de padro externo (3) Mtodo de padro interno (4) Mtodo de adio padroAnlise Instrumental II - Introduo cromatografia

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Etapas do processo cromatogrficoAmostragem - Seleco, recolha e preparao do material a analisar Preparao da amostra pode incluir os seguintes passos: Anlise da amostra: Separao cromatogrfica Deteco Cada detector produz uma resposta (sinal elctrico) cuja intensidade proporcional concentrao do analito Extraco Limpeza Concentrao Derivatizao

Esta resposta do detector depende tambm da natureza do analito, o que torna obrigatria a utilizao de padres dos compostos a quantificar. Tratamento e Interpretao de resultados Elaborao do Relatrio/Concluses26-08-2011 Anlise Instrumental II - Introduo cromatografia 4

Anlise quantitativa - IntroduoO sinal elctrico gerado proporcional concentrao do analito. Transformao do sinal elctrico transmitido pelo detector em uma medida relacionada com a quantidade de substancia adicionada.

Mtodos de integrao rea Altura do pico

Para que a quantificao seja exequvel os picos devero estar bem resolvidos26-08-2011 Anlise Instrumental II - Introduo cromatografia 5

Anlise quantitativa - IntroduoAltura do picoAltura do pico cromatogrfico proporcional concentrao do analito

Vantagens:Mtodo simples Clculos rpidos

Desvantagens:A altura mais varivel do que a rea (menor exactido e menor preciso)

Ineficiente para picos largos ou assimtricos26-08-2011 Anlise Instrumental II - Introduo cromatografia 6

Anlise quantitativa - Introduorea do picorea do pico cromatogrfico proporcional concentrao do analito.

Parmetro mais usado Vantagens:Resultados mais fidedignos

Desvantagens:Deve -se estabelecer uma linha de base

A relao entre rea e concentrao linear em determinadas gamas de concentraoAnlise Instrumental II - Introduo cromatografia

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Anlise quantitativa - Introduoi. ii. iii. iv.

Mtodos quantitativosMtodo de percentagem de rea Mtodo de padro externo Mtodo de padro interno Mtodo de adio padro

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Anlise quantitativa - Introduo

Percentagem de reaMtodo mais simples de quantificao; Fornece uma estimativa da quantidade de analito presente; Este mtodo pressupe que o detector responde de forma idntica para todos os compostos. Esta hiptese no vlida O detector UV depende da absoro da radiao O detector de ionizao de chama depende da formao de ies O detector de captura electrnica depende da afinidade electrnica

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Percentagem de rea (Cont.)

A percentagem da rea igual a rea da substancia pela soma da rea de todos picos. Esse valor representa a percentagem do analito na amostra. Neste mtodo assume-se que: Cada componente produz um pico A resposta do detector no depende da natureza da substncia

Quantificao:Calcula-se a rea total de todos os picos da amostra; A concentrao de um componente 1, C1 dada por: C1 (%) = ( Area 1 / Area total ) x 100

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Padro externoUsa uma srie de compostos conhecidos (padres externos) para criar uma curva de calibrao. Grfico que relaciona os sinais de um mtodo analtico com quantidades conhecidas do analito Representao grfica dessas curvas pode ter a configurao de:

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Anlise quantitativa - IntroduoMtodo do padro externo (Cont.) I.

II. III. IV.

Elaborao da Curva de calibrao Preparar solues padro com concentraes conhecidas do analito de interesse; Registar as reas dos picos para o conjunto de solues padro Determinar a curva analtica com base nos resultados obtidos Analisa-se a soluo problema, regista-se o sinal obtido e atravs da curva de calibrao determina-se a concentrao da soluo problema. Usar rigorosamente as mesmas condies experimentais!

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Mtodo do padro externo (Cont.)O fim da zona de linearidade pode ser detectado quando a razo (rea/Massa) diverge em mais de 5% da inclinao da recta na regio linear:

Nestas condies: A relao entre rea e concentrao linear em determinadas gamas de concentrao Determina-se a resposta da mistura de padres a quantificar em pelo menos 5 nveis de concentrao uniformemente distribudos pela gama de linearidade Calcula-se a equao de correlao entre rea e concentraoAnlise Instrumental II - Introduo cromatografia 13

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Mtodo do padro externo (Cont.)Factor de respostaDepende da sensibilidade do detector para o composto a estudar Pode ser visualizado como a inclinao da recta que correlaciona o sinal (rea do pico) com a concentrao de analito Para alm do composto a analisar, temos que ter um composto de referncia Se houver linearidade

Factor de resposta constante

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Anlise quantitativa - IntroduoMtodo do padro externo (Cont.) Factor de respostaPara determinar a concentrao de um analito desconhecido usando um nico padro externo de concentrao conhecida

Factor de resposta

Calcula-se o factor de resposta com o padro externo!

Com base no valor do factor de resposta e na rea obtida do analito com concentrao desconhecida obtm-se a concentrao.15

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Anlise quantitativa - IntroduoPadro externo (Cont.)A fiabiabilidade deste mtodo depende da: Repetibilidade Expressa a preciso usando as mesmas condies de anlise, o mesmo analista e o mesmo equipamento, num curto intervalo de tempo; e da Reprodutibilidade Preciso do mesmo mtodo analtico em diferentes laboratrios. Erros mais comuns: Variao do volume de amostra e de padres injectados; Preparao dos padres; Incerteza e variabilidade da injeco manual com micro-seringas.Anlise Instrumental II - Introduo cromatografia

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Mtodo do padro internoO padro interno uma substncia adicionada na mesma proporo a todas as amostras em ensaio: solues - padro e solues problema.

A escolha do padro interno depende da composio da amostra em ensaio Idealmente No dever interferir / reagir com os constituintes originais da amostra Pico bem resolvido dos demais picos dos componentes da amostra Ser quimicamente similar ao analito de interesse Tempo de reteno e concentrao prximo do analito Ser puro, inerte e no dever fazer parte da amostra

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Anlise quantitativa - IntroduoMtodo do padro interno (Cont.)

Utiliza-se quando difcil manter inalterveis as condies operatrias Quando se empregam tcnicas pouco reprodutveis, isto , h variao da resposta nos diferentes ensaios. Na Prtica quando ocorrer alteraes no padro interno, essas alteraes dar-se-o tambm nos padres e amostra. Por isso, Fazendo a razo sinal obtido / sinal padro interno elimina-se as alteraes e Manter-se- sensivelmente proporcional s concentraes

A concentrao do padro interno no necessita de ser conhecida com exactido, mas deve ser rigorosamente a mesma para todas as solues padro e amostras26-08-2011 Anlise Instrumental II - Introduo cromatografia 18


As curvas de calibrao so traadas adoptando para ordenadas as razes de sinais, e para as abcissas os valores das concentraes.

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Mtodo do padro interno (Cont.)Vantagens:Exactido, preciso, e fiabilidade dos resultados analticos Menor dependncia do operador

Desvantagens:Em amostras complexas, a seleco do padro interno separvel dos demais componentes pode ser extremamente difcil

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Porm, pode-se determinar a concentrao de um analito desconhecido usando apenas um padro interno e um controlo de concentrao conhecida empregando o factor de resposta bastando para isso empregar as frmulas:

O IRF indica-nos o erro associado ao processo Quanto mais prximo de 1 for, menos erros esto inerentes ao processo , e como tal mais fidedigna a anlise quantitativa26-08-2011 Anlise Instrumental II - Introduo cromatografia 21

Anlise quantitativa - IntroduoMtodo da adio padro

Emprega-se qdo se pretende eliminar interferncias da matriz da amostraFundamento Terico

Prepara-se uma soluo contendo determinada quantidade da amostra problema. Uma mesma quantidade de amostra problema adicionada a todas as solues contendo padres.A todos os bales excepto em um adicionar amostra volumes crescentes de soluo padro. Completar com solvente o volume dos bales e fazer a leitura das solues. Construir um grfico com os sinais obtidos em funo das quantidades conhecidas do analito (nos padres)

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Mtodo da adio padro (Cont.)

O ponto onde a recta corta o eixo das ordenadas corresponde rea do pico da substncia a ser determinada, sem qualquer adio do padro A extrapolao da recta define, no eixo das abcissas, a concentrao da substncia na amostra analisada

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GC detectores (cont.)Detectores Usados em Cromatografia gasosa Detector de Condutividade Trmica (TCD) Detector de Ionizao por Chama (FID) Detector de Azoto-Fsforo (NPD) Detector de Captura Electrnica (ECD) Detector de Foto-Ionizao (PID) Detector de Condutividade Electroltica (ELCD) Detector de Fotometria de Chama (FPD) Detector de Descarga Pulsada (PDD) Detector de Espectrometria de Massa (MS) Pesquisar a aplicabilidade de cada um dos detectores supracitados!26-08-2011 Anlise Instrumental II - Introduo cromatografia 24


Fim!

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