Separação Cromatografica. Docente: João Salvador Fernandes Lab. de Tecnologia Electroquímica Pavilhão de Minas, 2º Andar Ext. 1964

Transcrição

1 Sepaação Comaogafica Docene: João Salvado Fenandes Lab. de Tecnologia Elecoquímica Pavilhão de Minas, º Anda Ex. 964

2 Sepaação Comaogáfica envolve ineacções ene um soluo numa fase móvel (eluene) e um leio fixo, consiuído po uma maiz com ligandos que apesenam especial afinidade pelo soluo a sepaação dos divesos componenes é feia com base nas difeenes afinidades dos soluos com o leio fixo é ambém muio impoane a azão ene as afinidades do eluene e dos soluos pelo leio fixo quano maio a afinidade de um dado soluo, maio seá o seu empo de eenção nese caso uiliza-se uma esina (Q-Sephaose), consiuída po agaose com ligandos de amina quaenáia (com um N + ) e emos apenas um soluo, o vemelho de fenol que, em meio alcalino (NaOH M eluene) se apesena vemelho e com duas cagas negaivas. João Salvado IST 006

3 Bases Teóicas Teoia do Movimeno do Soluo Pemie elaciona a velocidade média do soluo u com a velocidade supeficial v (v s s Q v/a ) u ε e + v ( ε ). ε. K + ( ε )( ε ) ρ. q C e p d em que ε é a poosidade inepaicula média (facção de vazios ene paículas), ε é a e p poosidade inapaicula média (facção de vazios deno das paículas), K d é a facção de poos acessível a um dado soluo, q é a quanidade de soluo adsovido e C é a vaiação de concenação (ρ s é usada como coecção dimensional às unidades de q e C) s e p s Po seu lado, u esá elacionada com o empo de esidência e com o compimeno da coluna L: João Salvado IST 006 L u Pode, assim, calcula-se o empo de eenção de um soluo com isoémica conhecida 3

4 Bases Teóicas Equação de Van Deeme A alua equivalene a um pao eóico (HETP) é dada como a soma da conibuição dos ês mecanismos esponsáveis pelos efeios de dispesão: HETP A + B + C v v A Temo de difusão ubulena (difeenes caminhos de escoameno) B Temo de difusão longiudinal ( paa a fene ou paa ás ) C Temo de ansfeência de massa (aaso devido à ineacção com a fase esacionáia) Deve exisi uma velocidade ópima que minimiza os efeios dos 3 mecanismos de dispesão i i João Salvado IST 006 4

5 Bases Teóicas Dispesão Axial Da análise dos efeios da dispesão axial, obém-se a seguine equação paa a concenação em soluo à saída da coluna: C C exp N ' 0 πn ( ) em que o pimeio faco muliplicaivo coesponde à concenação máxima veificada, N é o númeo de paos eóicos da coluna e o empo de eenção do soluo É noóia a semelhança a com a equação de uma gaussiana: f ( x) exp ( x µ ) fmax σ João Salvado IST 006 onde µ é o valo médio e σ o desvio padão da disibuição 5

6 Tabalho Laboaoial Monagem a uiliza João Salvado IST 006 6

7 Tabalho Laboaoial Pocedimeno Tabalhando a um dado caudal de eluene, injeca-se uma amosa de soluo e ecolhem-se, duane um dado inevalo de empo, amosas à saída da coluna; fazem-se medidas paa váios caudais de eluene paa cada caudal, mede-se o pefil de concenação do vemelho de fenol, que deveá apesena-se como uma nomal a concenação é obida po medidas de absovância paa nomaliza os pefis, epesena-se A/A max ( e não apenas A) João Salvado IST 006 7

8 Taameno dos Resulados Obêm-se comaogamas com andameno gaussiano (coespondene ao modelo de dispesão axial): o empo de eenção ( ) seá dado como o empo necessáio paa se aingi o máximo da cuva A/Amax 0 uma vez obidos os 4 comaogamas (paa 4 difeenes caudais de eluene e, assim, 4 difeenes velocidades), pode faze-se uma epesenação de em função de L/v s (c/ v s Q/A) que deveá se linea, concluindo-se que paa maioes velocidades se êm empos de eenção menoes (veificação da eoia do movimeno do soluo) L/v João Salvado IST 006 8

9 Taameno dos Resulados um dos objecivos do abalho é obe o nº de paos eóicos da coluna, aavés de uma das expessões que elacionam N com e com a lagua (W ou W / ) do comaogama aendendo a que numa gaussiana se em: João Salvado IST 006 f ( x) exp ( x µ ) fmax σ e que, nese caso, epesenando A/A max : enão: A / A N exp ( ) max µ σ N N ( σ ) 9

10 Taameno dos Resulados a medida de σ é difícil de obe; uma foma é considea a lagua da banda, mas esa, em eoia, seia infinia sabe-se, no enano, que na gama de valoes [µ-σ,µ+σ] se enconam 95.% das pobabilidades, o que coesponde a uma lagua W4σ. nese caso em-se: N ( W 4) 6 W João Salvado IST 006 0

11 João Salvado IST 006 Taameno dos Resulados Mesmo assim, obenção de W coninua a se difícil. Uma foma mais simples esula do conceio de lagua a meia alua (W / ) que, aavés de cálculos de pobabilidades, se veifica esa elacionada da foma: 5.54 W N que esula de: ( ) ( ) max ln ) ( ± W W N W x x e f x f x σ σ σ σ µ σ µ σ µ

12 Taameno dos Resulados Finalmene, o HETP obém-se como L/N (em que L é o compimeno do leio comaogáfico) eá uma epesenação linea em função da velocidade (maioes velocidades maioes HETP colunas menos eficienes), de acodo com a eq. de Van Deeme. HETP v i João Salvado IST 006