cromatografia gasosa

5/10/2018 Cromatografia Gasosa - slidepdf.com

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BELO HORIZONTE UNI-BHDEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA- DCET

Integrantes:Cecília AugustaHeloísa dos SantosJuliana Santos de Sá RodriguesMaria Luiza Moraes

Sérgio Andrade RoquetteVerônica Serretti Mendes Gomes

Engenharia Química/manhã

Turma: EMQ2AM-A

Belo Horizonte, agosto de 2011



CROMATOGRAFIA Histórico

M. TSWEET (1903): Separação de misturas depigmentos vegetais em colunas recheadas com

adsorventes sólidos e solventes variados.

éter depetróleo

CaCO3

mistura depigmentos

pigmentosseparados

Cromatografia = kroma [cor] + graph [escrever]

(grego)



CROMATOGRAFIA GASOSA Histórico

1940

1950

1960

“CGS” rudimentar

CGL proposta (Martin e Synge)

Separação de ácidos orgânicos por CGL: primeiro cro-matógrafo (Martin e

James)

Primeiro equipamento comer-cial (Griffin

& George)Detector por Densidade de Gás

(Martin e James)

Detector por Ionização em Chama

(McWillian e Dewar)Detector por Captura de Eletrons (Lovelock eLipsky)

Colunas Capilares (Golay)



CROMATOGRAFIA Princípio Básico

Separação de misturas por interação diferencial dos seuscomponentes entre uma FASE ESTACIONÁRIA (líquido ou

sólido) e uma FASE MÓVEL (líquido ou gás).



CROMATOGRAFIA Modalidades e Classificação

FM = Líquido

FM = Gás

CromatografiaLíquida

CromatografiaGasosa (CG)

Em CG a FEpode ser:

Sólida

Líquida

CromatografiaGás-Sólido (CGS)

Cromatografia

Gás-Líquido (CGL)



CROMATOGRAFIA GASOSA Aplicabilidade

Quais misturas podem ser separadas por CG ?

Misturas cujos constituintes sejam

VOLÁTEIS

(para uma substãncia qualquer poder ser“arrastada” por um fluxo de um gás ela

deve ser dissolver - pelo menos parcialmente -nesse gás)

DE FORMA GERAL:CG é aplicável para separação e análisede misturas cujos constituintes tenham

PONTOS DE EBULIÇÃO de até 300oCe que termicamente sejam estáveis.



O Cromatógrafo a Gás

12

3

4

6

5

1 - Reservatório de Gás e Controles de Vazão / Pressão.2 - Injetor (Vaporizador) de Amostra. 3 - Coluna Cromatográfica e Forno da Coluna.4 - Detector.

5 - Eletrônica de Tratamento (Amplificação) de Sinal.6 - Registro de Sinal (Registrador ou Computador).

Observação: em marrom : temperatura controlada



INSTRUMENTAÇÃO Gás de Arraste

Fase Móvel em CG: NÃO interage com a amostra - apenas acarrega através da coluna. Assim é usualmente referida como

GÁS DE ARRASTE

Requisitos:

INERTE: Não deve reagir com a amostra, fase estacionária ousuperfícies do instrumento.

PURO: Deve ser isento de impurezas que possam degradar afase estacionária.

Impurezas típicas em gases e seus efeitos :

oxida / hidroliza algumas FE

incompatíveis com DCEH2O, O2

Hidrocarbonetos ruído no sinal de DIC



INSTRUMENTAÇÃO Alimentação de Gás de Arraste

Componentes necessários à linha de gás:

controladores de vazão / pressão de gás

dispositivos para purificação de gás (“traps”)

1

2

34

5

6

1 - Cilindro de Gás2 - Regulador de Pressão Primário3 - “Traps” para eliminar impurezas do gás 4 - Regulador de Pressão Secundário

5 - Regulador de Vazão (Controlador Diferencial de Fluxo)6 - Medidor de Vazão (Rotâmetro)

Nota: Tubos e Conexões: Aço Inox ou Cobre



INSTRUMENTAÇÃO Dispositivos de Injeção de Amostra

Os dispositivos para injeção (INJETORES ouVAPORIZADORES) devem prover meios de introduçãoINSTANTÂNEA da amostra na coluna cromatográfica

Injeção instantânea:

Injeção lenta:

t = 0

t = x

t = 0

t = x



INSTRUMENTAÇÃO Injetor “on-column” Convencional

1

2

3

4

1 - Septo (silicone)2 - Alimentação de gás de arraste

3 - Bloco metálico aquecido4 - Ponta da coluna cromatográfica



INSTRUMENTAÇÃO Microsseringas para Injeção

LÍQUIDOS Capacidades típicas: 1 L, 5 L e 10 L

êmbolo

corpo (pirex)

agulha (inox 316)

Microseringa de 10 L:

Microseringa de 1 L (seção ampliada) :

corpo

guia

êmbolo (fio de açosoldado ao guia)

agulha



INSTRUMENTAÇÃO Colunas: Definições Básicas

EMPACOTADA = 3 a 6 mm

L = 0,5 m a 5 mRecheada com sólido pulverizado

(FE sólida ou FE líquida depositada sobre as partículas do recheio)

CAPILAR = 0,1 a 0,5 mmL = 5 m a 100 m

Paredes internas recobertas com

um filme fino (fração de m) de FE líquida ou sólida



COLUNAS EMPACOTADAS Definições Básicas

Tubo de material inerte recheado com FE sólida gra-nulada ou FE líquida depositada sobre suporte sólido.

MATERIALDO

TUBOø = 3 mm a 6 mm

L = 0,5 m a 5 m

aço inox

vidro pirex níquel

TEFLON

Granulometriado

recheio80 - 100 mesh 149 - 177 m

100 - 120 mesh 125 - 149 m

60 - 80 mesh 177 - 250 m

MESH d p

Eficiência maximizada com:

- Diminuição de dC

- Diminuição de dp - Recheio regular

Limitados pela resistência à passagem de gás de arraste



INSTRUMENTAÇÃO Detectores

Dispositivos que examinam continuamente o material eluido,gerando sinal quando da passagem de substâncias que não o

gás de arraste

Gráfico Sinal x Tempo = CROMATOGRAMA Idealmente: cada substância separada aparece como um PICO no cromatograma.



DETECTORES Detector por Condutividade Térmica

Os filamentos do DCT são montados numa ponte de Wheatstone que transforma a diferença de resistência quando da eluição de

amostra numa diferença de voltagem :

V Fonte de CC / Bateria (18 V a 36 V, típico)

F Ajuste da corrente nos filamentos

I Medida da corrente nos filamentos (100 mA - 200 mA, típico)

B1 B2 Balanceamento / ajuste de zero

R1 R2 Filamentos das celas de referência

A1 A2 Filamentos das celas de amostra



DETECTORES Detector por Ionização em Chama

Formação de íons quando um composto é queimado em umachama de hidrogênio e oxigênio

O efluente da coluna é misturado com H 2 e O 2 e queimado. Como

numa chama de H 2 + O 2 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



DETECTORES Detector por Captura de Eletrons

Supressão de um fluxo de elétrons lentos (termais) causada pelasua absorção por espécies eletrolíticas

Um fluxo contínuo de elétrons

lentos é estabelecido entre um anodo (fonte radioativa b -emissora) e um catodo.

Na passagem de uma substância eletrofílica alguns elétrons são

absorvidos, resultando uma supressão de corrente elétrica.

Á



FASES ESTACIONÁRIAS Conceitos Gerais

LÍQUIDOS Depositados sobre a superfície de: sólidos porosos inertes(colunas empacotadas) ou de tubos finos de materiaisinertes (colunas capilares)

FE

líquida

SUPORTESólido inerte

poroso

Tubo capilar dematerial inerte

Á



FASES ESTACIONÁRIAS FE Líquidas: Absorção

O fenômeno físico-químico responsável pela interação analito + FE líquida é a ABSORÇÃO

A absorção ocorre no interior do filme de FE líquida(fenômeno INTRAfacial)

ABSORÇÃO

Filmes espessos de FElíquida

Interação forte entre a FElíquida e o analito (grandesolubilidade)

Grande superfície líquidaexposta ao gás de arraste

FASES ESTACIONÁRIAS



FASES ESTACIONÁRIAS Conceitos Gerais

SÓLIDOS 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 cadeiaspoliméricas são

quimicamente ligadasentre si

Quimicamente ligadas: ascadeias poliméricas são “presas”

ao suporte por ligações químicas

FASES ESTACIONÁRIAS



FASES ESTACIONÁRIAS FE 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 aFE sólida

ADSORÇÃO

Sólidos com grandes áreassuperficiais (partículas finas,

poros)

Solutos polares

Sólidos com grande número de

sítios ativos (hidroxilas, paresde eletrons...)

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS



REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS

Fonte principal:http://www.chemkeys.com/bra/md/

http://www.cpatc.embrapa.br/eventos/seminariodequimica/1%B0%20Minicurso%20Produ%E7%E3o%20e%20Qualidade%20de%20Biodiesel/ cromatografiagasosa.pdf

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