CURSO PROFISSIONAL DE TCNICO DE ANLISE LABORATORIAL(Portaria n
890/2004 de 21 de Junho)Anlises QumicasMdulo n14 Mtodos
cromatogrficos
Trabalho realizado por:- Diogo Almeida, n 6, 12F- Jorge Mota, n
9, 12F- Rben Fernandes, n 14 12F
Santo TirsoOutubro 2014
ndiceIntroduo3Cromatografia4Classificao pelas tcnicas
cromatogrficas5Cromatografia planar (Leito Aberto)5Camada
Fina;5Papel6Cromatografia em Coluna7Coluna7Lquida
clssica.8Cromatografia lquida9Cromatografia gasosa10Classificao
pelo estado fsico da fase mvel11Fase lquida:11Fase
gasosa:11Classificao pela fase estacionria11Fase slida:11Fase
lquida:11Classificao pelos mecanismos de separao12Cromatografia de
partio;12Cromatografia de adsoro;12Cromatografia de troca
inica;13Cromatografia de excluso.14Fator de
reteno15Concluso16Bibliografia17Net grafia17
Introduo
Este trabalho de pesquisa foi proposto, como elemento de
avaliao, no mbito da disciplina de Anlises Qumicas do mdulo 14:
Mtodos Cromatogrficos.Este trabalho tem como objectivo estudar e
abordar a classificao das vrias tcnicas cromatogrficas, os tipos de
fase e os seus mecanismos de separao. Um outro objectivo dar a
conhecer ao leitor de forma sucinta o conceito de cromatografia
sendo este um dos processos de anlises mais importantes da
actualidade devido sua capacidade de separao, purificao e
identificao mais utilizada em laboratrios.A cromatografia uma
tcnica de separao de uma mistura de solutos baseada na diferente
distribuio de cada um dos solutos entre duas fases fase estacionria
e fase mvel (que flui ao longo das fase estacionria).
Fig. 1 Tcnica cromatogrfica.
Cromatografia
A cromatografia um mtodo fsico-qumico, sendo esta uma tcnica
qualitativa de separao baseada na distribuio dos componentes de uma
mistura entre um fluido ou um gs (fase mvel ou eluente) e um
adsorvente (fase estacionria). A fase estacionria pode ser um slido
ou um lquido depositado num slido inerte, inserido numa coluna ou
espalhado por uma superfcie formando uma camada fina. O termo
cromatografia foi utilizado pela primeira vez em 1906, pelo russo
Tswett.
Fig. 2 Esquema que representa as vrias vertentes da
cromatografia.Legenda:
Assim a classificao das vrias tcnicas cromatogrficas podem ser
classificadas segundo certos parmetros:Classificao pelas tcnicas
cromatogrficas
Cromatografia planar (Leito Aberto)
Camada Fina (L/S);
A cromatografia em camada fina uma tcnica simples, convencional
e muito importante para a separao rpida e anlise quantitativa de
pequenas quantidades de material. Ela usada para determinar a
pureza do composto, identificar componentes em uma mistura
comparando-os com padres; acompanhar o curso de uma reao pelo
aparecimento dos produtos e desaparecimento dos reagentes e ainda
para isolar componentes puros de uma mistura.Na cromatografia de
camada fina a fase lquida ascende por uma camada fina da adsorvente
estendida sobre um suporte. O suporte mais tpico uma placa de vidro
(outros materiais podem ser usados como um Gobel).
Fig.3 Esquema de explicao da tcnica da cromatografia em camada
fina.
Papel (L/L)
A cromatografia em papel uma tcnica simples, que utiliza
pequenas quantidades de amostra, com boa capacidade de resoluo e
tem como objectivo a separao e identificao de compostos polares,
como antibiticos hidrossolveis, cidos orgnicos, ies metlicos e
pigmentos fotossintticos.
classificada como de partio lquido-lquido; Separao e distribuio
dependem da solubilidade; Geralmente gua ou lcool so utilizados
como fase mvel e papel (celulose/papel cromatogrfico) como fase
estacionrio; A forma mais simples de cromatografia em papel a
cromatografia ascendente (por capilaridade); Mistura de componentes
coloridos; Misturas incolores.
Fig. 4 Esquema de explicao da tcnica de cromatografia em
papel.
Cromatografia em Coluna
Coluna (fase estacionria est contida numa coluna) (S/L);
Na cromatografia em coluna a fase estacionria mantida numa
coluna e a fase mvel, forada atravs do tubo atravs de presso ou
gravidade. A substncia a ser analisada ou separada colocada na
parte superior da coluna e o eluente vertido aps a insero da
substncia.A adio da slica deve ser feita com a torneira semiaberta
e o adsorvente adicionado lentamente coluna fixada na posio
vertical de modo a se obter uma compactao uniforme.
Fig. 5 Observao dos diferentes componentes numa cromatografia em
coluna.
Solvente adequado (normalmente etanol); possvel observar a
separao dos componentes de uma mistura; observando o
desenvolvimento de cores/tons diferentes na coluna; Necessrio o
acompanhamento da separao dos componentes pela tcnica de
cromatografia em camada fina (CCF).
Lquida clssica (S/L).
A principal etapa ao se utilizar o empacotamento, o qual, entre
outros fatores, definir a eficincia da separao. As fases
estacionrias mais utilizadas so slica e alumina, entretanto estes
adsorventes podem servir simplesmente como suporte para uma fase
estacionria lquida. Fases estacionrias slidas levam separao por
adsoro e fases estacionrias lquidas por partio. Suportes
quimicamente modificados tambm tm sido usados, sendo o processo de
separao misto neste caso.
Esta tcnica muito utilizada para isolamento de produtos naturais
e purificao de produtos de reaces qumicas.
Fig. 6 Cromatografia lquida clssica.
Fig. 7 Resultado obtido numa aula experimental.Cromatografia
lquida (L/S)
A cromatografia lquida uma tcnica de separao de substncias
dissolvidas numa soluo, na qual caracterizada pela fase mvel ser um
lquido, e a fase estacionria ser um slido, local onde ocorre a
separao das substncias.
Fig. 8 Cromatografia Lquida.
Devido ao avano tecnolgico, foi possvel desenvolver uma tcnica
mais eficiente da cromatografia lquida. A cromatografia lquida de
alta eficincia (CLAE). Esta cromatografia uma tcnica que se utiliza
para separa e identificar espcies em uma grande variedade de
substncias. Esta tcnica consiste em pequenas colunas, recheadas de
materiais especialmente preparados e uma fase mvel que eluda sobre
altas presses. Assim sendo, esta tcnica tem a capacidade de
realizar separaes e anlises quantitativas de muitos compostos
presentes em vrias amostras, sempre com grande eficincia e
sensibilidade.
Fig. 10 Cromatgrafo lquido de alta eficincia.Fig. 9 Ideia bsica
da CLAE (Cromatografia de alta eficincia).
Cromatografia gasosa (G/S) (G/L)
A Cromatografia Gasosa uma tcnica para separao e anlise de
misturas de substncias volteis, que possuam ponto de fuso de at
300C e sejam termicamente estveis, atravs da introduo do material
gasoso na fase estacionria, que pode ser slida ou lquida pouco
voltil; e posterior anlise de cada substncia separada pela coluna
cromatogrfica. O mtodo da cromatografia gasosa dividido basicamente
em dois tipos: Cromatografia gs-slido ou de partio Cromatografia
gs-lquido ou de adsoro
Fig. 11 Cromatografia gasosa
A cromatografia gasosa muito utilizada em diversas reas, como a
farmacutica, alimentcia, petroqumica, anlise ambiental, entre
outras, por ser muito verstil e poder separar e quantificar
diversas substncias, alm de ser capaz de identificar algumas delas,
sendo associada a um espectrmetro de massas.
Classificao pelo estado fsico da fase mvel
Fase lquida: Esta fase caracteriza-se pela fase mvel ser um
lquido e a fase estacionria ser um slido Fase gasosa: Esta fase
caracteriza-se pela fase mvel ser um gs e a fase lquida ser um
lquido ou slido.
Classificao pela fase estacionria
Fase slida: Caracteriza-se pela fase estacionria ser um slido,
que, conforme a mistura vai fazer com que se separe de uma
determinada forma. Fase lquida: Caracteriza-se pela fase
estacionria ser um lquido, que, conforme a mistura, vai fazer com
que se separe de uma determinada forma.
No caso da fase estacionria ser constituda por um slido ou um
lquido e este ltimo pode estar simplesmente sobre um suporte slido
ou imobilizado sobre ele. Suportes modificados so considerados
separadamente, como fases quimicamente ligadas, por normalmente
diferirem dos outros dois em seus mecanismos de separao.
Fig. 12 Pigmentos fotossintticos separados atravs de uma tcnica
cromatogrfica em que existia o eluente (fase mvel) e o adsorvente
slido/lquido (fase estacionria).
Classificao pelos mecanismos de separao
Cromatografia de partio (L/L);
Baseia-se na diferente solubilidade dos componentes da mistura
em relao as duas fases lquidas. A fase slida um lquido insolvel com
amido que permite o movimento da fase mvel. Os diferentes solutos
separam-se deslocando-se para baixo a velocidades diferentes. feito
numa coluna.
Fig. 13 Separao de solutos baseando-se na sua diferente
solubilidade.
Cromatografia de adsoro (L/S);
Baseia-se na capacidade de algumas molculas se unirem
especificamente de forma no covalente com outras molculas. As
molculas particulares do componente a isolar aderem ao recipiente
enquanto as outras molculas passam atravs da coluna. feita numa
coluna
Fig. 14 Representao da ligao no covalente entre molculas
diferentes.
Este tipo de cromatografia e utilizado principalmente em
bioqumica para isolar enzimas e para separar molculas da membrana
celular. Cromatografia de troca inica (L/S);
A cromatografia de troca inica baseia-se nas diferenas de
comportamento cido-base das molculas a separar. Nesta tcnica
enche-se uma coluna com uma resina de troca inica e faz-se deslocar
atravs dela uma soluo contendo a mistura a separar. Se a resina for
aninica, sero retidas as molculas de carga positiva, enquanto as
molculas de carga negativa so eludas. Se a resina for catinica,
ocorrer precisamente o contrrio.
Fig. 15 Representao do comportamento das cargas inicas na
cromatografia de troca inica.
utilizada para a anlise de ies inorgnicos em vrias situaes como
guas residuais ou caldos de fermentao (anies tais como cloreto,
fluoreto, nitrito, nitrato e sulfato; caties como ltio, clcio,
amnia, magnsio, potssio e sdio).
A cromatografia de troca inica compreende duas etapas:1 Adsoro
das protenas com carga contrria resina, e sada da coluna das
protenas com a mesma carga;2 Eluio das protenas adsorvidas.Para a
eluio, as condies da coluna (pH ou fora inica) so alteradas para
neutralizar a interaco entre as protenas e a resina.Mais
frequentemente utiliza-se um aumento da concentrao do sal no tampo,
pois alteraes de pH podem desnaturar protenas, levando-as a
precipitar por dentro da coluna.As resinas de troca inica podem ser
classificadas como:Acidas e Bsicas Fortes Acidas e Bsicas
Fracascidas e Bsicas Intermedirias t R =Aps a interaco dos ies da
amostra com a resina, uma soluo eluente passada pela coluna de
cromatografia liberando assim os ies que estavam interagindo com a
resina.Tempo de reteno (t R) - o tempo gasto desde o ato de injeco
at sada do componente do sistema
Cromatografia de excluso (L/S).
um mtodo de separao baseado no tamanho das partculas a separar.
Desloca-se a soluo a separar atravs de uma coluna que contm grnulos
de zelitos (peneiros moleculares) ou de um polmero com alto grau de
hidratao. As molculas de grandes dimenses no podem atravessar os
poros do zelito ou do polmero, pelo que se deslocam rapidamente
atravs da coluna, enquanto as de pequena dimenso penetram
livremente nos poros e passam mais lentamente.
Fig. 16 Representao do comportamento das partculas perante os
grnulos de zelitos.
Esta tcnica utiliza-se em bioqumica para separar protenas e
bio-estruturas de grandes dimenses. Tambm possvel classificar as
cromatografias de acordo com o tipo de eluente utilizado -
cromatografia lquida ou gasosa - ou de acordo com o suporte:
cromatografia em coluna, cromatografia em camada fina e
cromatografia em papel.Fator de reteno
O fator de reteno uma grandeza que exprime a razo entre a
distncia percorrida pela substncia ao longo do papel e a distncia
percorrida pelo eluente (solvente que arrasta a soluo).Pode-se
afirmar que o fator de reteno Rf quase como uma constante para cada
substncia. S no o torna uma constante devido ao facto de haver
aspetos que influenciam esse fator, tais como, a temperatura do
solvente, a tcnica do individuo que aplica as amostras e a aplicao
de uma grande quantidade de amostra resultar em bandas grandes e
difusas sendo arrastadas pela placa que torna difcil a medida exta
da distncia percorrida pela substncia.Uma vez que o movimento
absoluto do composto depender de quo longe o solvente consegue ir,
os valores do fator de reteno so calculados de acordo com o grau de
movimentao do solvente em si. Esse valor determinado pela distncia
vertical percorrida pelo composto em relao posio inicial dele,
dividida pela distncia percorrida pelo solvente medida desde o
mesmo ponto inicial.
Fig. 17 Esquematizao de um cromatograma obtido por CCF.
Concluso
Com a realizao deste trabalho de pesquisa conclui-se que a
cromatografia uma tcnica de anlise laboratorial qualitativa e
complexa, em que se faz uso em muitos laboratrios pois, fornece com
alguma preciso a possibilidade de identificarmos os componentes de
alguma soluo atravs da separao desses mesmos componentes.Neste
trabalho referiu-se que existem vrias tcnicas cromatogrficas, sendo
estas a cromatografia em papel, em camada fina e em coluna. Bem
como os seus mecanismos de separao, sendo estes a cromatografia de
partio, de adsoro, troca inica e a de reaco qumica reversvel. Estes
mecanismos de separao so as diferentes formas que os componentes tm
de se separar de uma soluo dependendo da tcnica utilizada. Tambm
ficou-se a saber que a cromatografia tem que ter duas fases, a mvel
e a estacionria.Durante a realizao deste trabalho houve
dificuldades em selecionar a informao, uma vez que nas fontes esta
era muito abrangente. Alguma da informao pesquisada no se
encontrava esclarecedora expondo assim dificuldades na compreenso
de alguns subtemas deste trabalho, que com a ajuda de meios
tecnolgicos e do professor foram esclarecidas. Contudo, em termos
gerais na anlise deste trabalho de pesquisa sobre a cromatografia,
conclui-se que todos os objetivos propostos para este trabalho
foram cumpridos com sucesso.
Bibliografia
Documentos fornecidos pelo professor.Net grafia
http://www.infopedia.pt/$cromatografia;jsessionid=Bt6qo7INj0xNN0hLqM0Zjg__http://www.infoescola.com/quimica/cromatografia/http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc07/atual.pdfhttp://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?Itemid=451&id=103&option=com_content&task=viewhttp://www.explicatorium.com/CFQ7-Cromatografia.phphttp://pt.slideshare.net/Julai1991/mtodos-cromatogrficoshttp://froque.no.sapo.pt/CROMATOGRAFIA-TLQ2.pdfhttp://www.cpatc.embrapa.br/eventos/seminariodequimica/1%B0%20Minicurso%20Produ%E7%E3o%20e%20Qualidade%20de%20Biodiesel/cromatografiagasosa.pdfhttp://pt.slideshare.net/Julai1991/mtodos-cromatogrficoshttp://www.biomedicinabrasil.com/2012/10/metodos-cromatograficos.html
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