MÉTODOS CROMATOGRÁFICOS Aula 1 - Introdução a Cromatografia Profa. Daniele Adão
DEFINIÇÃO Conjunto de técnicas de separação cujo princípio depende da distribuição diferenciada dos componentes de uma mistura entre duas fases, uma considerada estacionária e a outra, móvel. Diferenças entre as propriedades das fases móvel e estacionária possibilitam com que os componentes da amostra se desloquem através do material cromatográfico com velocidades desiguais, gerando a separação.
CROMATOGRAFIA Destaque entre as técnicas modernas: Facilidade em separar, identificar e quantificar; Pode ser utilizada em conjunto com outras técnicas instrumentais de análise: espectroscopia de massa; Utilizado por diversos seguimentos da indústria. OBJETIVO: separar individualmente os diversos constituintes de uma mistura de substâncias seja para identificar, quantificar ou obter da substância pura para os mais diversos fins.
Principais fatos históricos 1897-1903: David Talbot Day Separação de HC do petróleo. 1903-1906: Mikhail Tswett Separação de pigmentos e a proposição do termo cromatografia. Cromatografia = chroma [cor] + graphe [escrever] (grego) 1930: Kuhn e Lederer CC 1941: Martin e Synge Partição em CL; Princípios da CG. 1952: Martin e Synge Primeira publicação sobre CG Prêmio Nobel.
Cromatografia
Série eluotrópica HIDROCARBONETOS OLEFINAS ÉSTERES COMPOSTOS HALOGENADOS AROMÁTICOS CETONAS ALDEÍDOS ÉSTERES ÁLCOOIS, AMINAS E MERCAPTANAS ÁCIDOS E BASES FRACAS Ordem geral de eluição Aumenta polaridade
Classificação dos métodos cromatográficos Técnica empregada: Fase estacionária colocada em tubo cilíndrico; Fase estacionária disposta sobre uma superfície planar. (Forma física: define a técnica geral) Fases utilizadas: Fase estacionária: Líquido, sólido, fase lígada... Fase móvel: líquido, gás, supercrítico. Mecanismo de separação: Adsorção, partição, troca iônica, afinidade.
Princípios físico-químicos básicos de separação ADSORÇÃO: o soluto é retido pela superfície da fase estacionária através de interações químicas ou físicas. ADSORÇÃO ABSORÇÃO Absorção é um fenômeno em que uma substância permeia o volume de outra; Adsorção é um fenômeno de superfície. FE sólida FM líquida ou gasosa
Princípios físico-químicos básicos de separação PARTIÇÃO: o soluto se dissolve na parte líquida que envolve a superfície do suporte sólido. Este processo é baseado na diferente solubilidade dos componentes da mistura nas duas fases líquidas. FE líquida FM líquida
Princípios físico-químicos básicos de separação TROCA IÔNICA: o íon da amostra se liga à carga fixa (grupo funcional) da fase estacionária. A FE é constituída de uma matriz onde são adicionados grupos funcionais ionizáveis. Assim são obtidos trocadores aniônicos que contém sítios ativos carregados (+), retendo ânios e os trocadores catiônicos, que têm sítios carregados (-) que retém cátions. FE sólida FM líquida
Princípios físico-químicos básicos de separação PERMEAÇÃO: as moléculas são separadas por tamanho, havendo retenção das maiores. Processo puramente mecânico. A FE é uma matriz de composição inerte, com partículas de forma, tamanho e porosidade uniformes. FE sólida FM líquida
Princípios físico-químicos básicos de separação BIOATIVIDADE: ocorre uma ligação molecular específica e reversível entre o soluto e o ligante fixado à fase estacionária. Grupos ligados a FE: antígenos, enzimas ou lecitinas. Retiram da FM apenas os componentes complementares: anticorpos, proteínas ou açúcares. FE sólida FM líquida
Sigla Nome Tipo de separação CP Papel Partição CCD Camada delgada Partição CCD-FL Camada delgada com fase quimicamente ligada Partição e adsorção CGL Gás-líquido Partição CGS Gás-sólido Adsorção CGFL A Gás com fase quimicamente ligada Adsorção CSS Sólida com fase móvel super crítica Adsorção CSFL CSS com fase quimicamente ligada Adsorção CLL Líquido-líquido Partição CLS Líquido-Sólido Adsorção CE Exclusão Permeação CLFL Líquida com fase quimicamente ligada Partição e adsorção CTI Troca iônica Interações polares CB Bioafinidade Bioatividade
Cromatografia com fase normal: Utiliza uma fase estacionária polar e um solvente menos polar como fase móvel. FE: água, trietilenoglicol... FM: hexano, éter isopropílico... Cromatografia com fase reversa: Utiliza uma fase estacionária apolar ou fracamente polar e um solvente polar. FE: C8, C18... FM: Soluções aquosas de metanol, acetonitrilo...
CROMATOGRAMAS dr 2 dr 1
PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS FATOR DE RETENÇÃO (k) TEMPO DE RETENÇÃO (TR) FATOR DE SEPARAÇÃO ( ) NÚMERO DE PRATOS (N) RESOLUÇÃO (R)
AVALIA A SELETIVIDADE
Resolução R = 2 ( tr 2 - tr 1 )/(W b1 + W b2 ) Resolução é função da : Seletividade ( ) Eficiência da coluna (N) Fator de retenção (k) Fornece uma medida quantitativa da habilidade da coluna em separar duas substâncias.
Resolução
Exemplo Se: t 0 = 1,5 min t 1 = 3,5 min t 2 = 4,2 min Determine k,, N e R.
EXERCÍCIO 1) 1,2 2,8 3,8 3,9 4,5 4,8 5,2 Tempo, minutos
EXERCÍCIO 2) Calcular e desenhar o cromatograma T 0 = 2,0 min T 1 = 2,8 min T 2 = 3,0 min R = 0,8