Chemical analysis modern instrumentation methods and techniques. Segunda edio. Francis Rouessac, Annick Rouessac. 2007. Processo primrio para separao de componentes de uma mistura de maneira qualitativa e quantitativa. As matrizes podem ser liquidas ou gasosas sendo considerado um mtodo fsico-quimico de separao. O principio bsico se baseia nos equilbrios de concentrao dos componentes que se deseja separar apresenta entre duas fases imiscveis. Uma das fases chamada de fase estacionaria por ser imvel e a outra a chamada de fase mvel que percorre a fase estacionaria. As fases so escolhidas de maneira que os componentes da matriz que desejamos separar tenham solubilidade diferente em cada fase. A diferena na velocidade de migrao do componente ao percorrer as duas fases causa a separao.

A tcnica de cromatografia foi usada inicialmente como um mtodo para separao e purificao, porem como foi visto que cada componente possua um tempo de reteno caracterstico em um determinado sistema cromatogrfico, ela passou a ser usada tambm na identificao de componentes de uma mistura. Para fazer a identificao deve se saber o tempo de reteno exato da substancia que esperamos encontrar ali, logo comparado o tempo de reteno da componente da matriz desconhecida com o tempo de reteno de um padro de uma substancia A nas mesmas condies cromatogrficas. Na cromatografia do exemplo mostrado era possvel apenas detectar os tempos de reteno, pois, o contato fsico entre a matriz e a fase estacionaria poderia mudar suas propriedades e afetar seu tempo de reteno.

O grfico obtido de cada separao de uma matriz chamado de cromatograma. Esse grfico um diagrama bidimensional e revela a variao dos componentes pela fase mvel que passa pela fase estacionaria.

Apesar do tempo de reteno ser um bom indicativo para a identificao de um componente da matriz ela uma determinao arbitraria, por isso, geralmente o cromatografo associado a um mtodo de caracterizao complementar como um espectrmetro de massa ou infravermelho. Essas tecnicas combinadas permitem a associao de duas informaes diferentes e independentes (um cromatograma e um espectro) tornando possvel determinar sem ambigidade do resultado qual componente est contido na matriz e sua concentrao, que pode estar na ordem de nanogramas. O cromatograma uma representao grfica da variao de tempo x a quantidade de analito que sai da coluna cromatogrfica junto com a fase mvel. Esse grfico possui como linha de base o sinal obtido quando apenas a fase mvel detectada.

O componente caracterizado pelo tempo de reteno Tr que representa o tempo gasto pelo componente desde da introduo da amostra ate o Maximo do pico de um determinado componente. Idealmente, Tr independente da quantidade de matriz injetada. Um componente que no retido no processo sai da coluna em um tempo T m chamado de hold-up time ou dead time, que designado como o t0, que corresponde ao mesmo tempo que a fase mvel demora para atravessar a coluna cromatogrfica. A diferena entre o Tr e o T0 chamado de tempo de reteno ajustado do componente, sendo designado por Tr.

A condio bsica para a analise quantitativa do cromatograma que o sinal do sensor varie linearmente com a concentrao do componente causando uma variao uniforme em toda a rea que corresponde ao pico cromatogrfico. O pico cromatogrfico ideal deve ter o mesmo formato de uma curva gaussiana pela lei da distribuio normal de erros aleatrios. Ento temos que: corresponde ao tempo de reteno do pico. corresponde a variao normal do pico (2 representa a varincia). representa o sinal em funo do tempo. x o tempo.

Por isso o pico cromatogrfico pode ser descrito como uma funo densidade de probabilidade:

Essa funo caracterizada como uma curva simtrica com Maximo em x=o e y=0.399 (figura com cromatogramas) possuindo dois ponde de inflecao em x= +/- 1 com valores absolutos de 0,242. Um pico cromatogrfico real apresenta desvios significativos da forma ideal de curva gaussiana por vrios motivos como por exemplo, a irregularidade da concentrao no momento da injeo da matriz e pelo fato de que a velocidade da fase mvel zero na parede da coluna e mxima no centro da coluna. A assimetria de um pico medida por dois parmetros: skewing factor (a): que uma medida feita em 10% da altura do pico tailing factor (TF): que uma medida feita em 5% da altura do pico

Na situao (a) corresponde a simetria do pico devido as concentraes iguais do componente na fase estacionaria e mvel. Na situao (b) corresponde a situao onde a fase estacionaria est saturada o que faz que ocorra pouca reteno do componente e este saia da coluna mais rpido causando um crescimento rpido do pico. Apresenta a > 1. Na situao (c) corresponde a situao inversa onde a fase estacionaria retem excessiva o componente atrasando sua sada fazendo com que o aumento do pico seja mais lento que a descida.

PRATOS TEORICOS Existem varias teorias para explicar como ocorre a migrao e separao da matriz numa coluna cromatogrfica, porem, so ditos como melhores os modelos de aproximao estatstica, os pratos tericos e os de dinmica molecular. Para explicar o mecanismo de separao e migrao dos componentes na coluna cromatogrfica, foi feito o modelo de pratos tericos de Craig que o modelo mais antigo de

aproximao estatstica que atualmente julgado de obsoleto, apesar de apresentar uma forma simples de descrever a separao dos constituintes. No modelo de Craig, mesmo sabendo que a cromatografia um processo dinmico, considerado que cada soluto se move progressivamente atravs de uma sequencia de passos estticos distintos. Na cromatogrfica liquido-solido esse processo representado como um ciclo de adsoro/desadsoro. A continuidade desses passos reproduz a migrao dos componentes, como em um desenho que ganha movimento a partir de imagens paradas. Cada passo corresponde a um equilbrio distinto em todo o sistema cromatogrfico. Esses sucessivos equilbrios promovem a base da teoria dos pratos, onde cada coluna de comprimento L fatiada horizontalmente em N fictcios, pequenos pratos similares a discos de mesma altura H e numerados de 1 a n. Para cada um dos pratos, a concentrao da matriz na fase mvel esta em equilbrio com a concentrao da matriz na fase estacionaria. A cada novo equilbrio a matriz progride na coluna atravs da distancia de um prato, por isso se da o nome de teoria dos pratos tericos. A altura equivalente a um prato terico (HETP pu H) dado pela equao:

Emprega-se a linguagem polinominal para calcular, para um dado prato, a massa distribuda entre as duas fases presentes. Em um instante I, o prato J contem um total de massa de analito mT que composta de uma quantidade mM de analito que acaba de chegar do prato J1 carregado pela fase mvel antigamente em equilbrio no instante I 1, que adiciona uma quantidade ms j presente na fase estacionaria do prato J no tempo I -1.

Se assumimos que para cada prato terico h: ms = KmM e mT = mM + ms, ento recorendo a formula, mT, mM ou ms podem ser calculados. Considerando isso para cada prato o analito esta em um equilbrio de concentrao entre as duas fases, a massa total do analito na soluo em um volume de fase mvel VM da coluna permanece constante, enquanto o analito no tiver chegado ao fim da coluna. Ento, o cromatograma correspondente a massa em transito carregado pela fase mvel em n + 1 prato terico durantes os sucessivos equilbrios.

Essa teoria falha em no levar em conta a disperso dos componentes separados pela coluna. As teorias mais modernas trabalham com trs tipos de equilibrio: matriz/fase mvel, matriz/fase estacionaria, fase mvel/fase estacionaria, porem a idia de imobilizao dos componentes na fase estacionaria no mais utilizado, considerando-se apenas que eles tenham suas velocidades apenas diminudas pela aproximao com a coluna. COEFICIENTE DE PARTIO DE NERST (K) O parmetro fsico-quimico fundamental na cromatografia a constante de equilbrio K, denominada coeficiente de partio, quantificando a relao entre as concentraes de cada componente nas duas fases.

Os valores de K so muito variveis uma vez que eles podem ser largos (e.g. 1000), quando a fase mvel ou pequenos (e.g. 2) quando as duas fases esto no estado condensado. Cada componente ocupa apenas um limitado espao na coluna, com uma variao de concentrao entre cada prato terico, portanto o valor real de CM e Cs varia na coluna, porem sua proporo constante. Algumas relaes termodinmicas podem ser aplicadas para as distribuies de equilibro j definidas. K, (Cs/CM), a constante de equilbrio relativa as concentraes C de um componente na fase mvel (M) e na fase estacionaria (S) pode ser calculado por experimentros cromatogrficos. Assim, conhecendo a temperatura do experimento, a variao da energia livre padro Go da transformao pode ser deduzido:

Na cromatografia a gs, onde o K pode ser facilmente determinado a duas temperaturas diferentes, possvel obter a variao de entalpia padro Ho e a entropia padro So (se considerar que elas no mudam no processo).

Os valores desses trs parmetros so todos negativos indicando uma transformao espontnea. esperado que a entropia diminua quando os componentes se movem da fase mvel para a fase estacionaria onde so arranjados. Ao mesmo tempo a equao de Vant Hoff pode ser usada de maneira bastante rigorosa para prever os efeitos da temperatura no tempo de reteno de um componente.

EFICIENCIA DA COLUNA EFICIENCIA TEORICA (NUMERO DE PRATOS TEORICOS) Conforme o analito migra pela coluna, ele ocupa uma continua zona de expanso. Essa disperso linear 1 medida pela varincia 12 cresce com a distancia de migrao. Quando essa distancia se torna L, o total do comprimento da coluna, a varincia ser:

Relembrando o modelo dos pratos tericos, essa aproximao tambm leva a uma altura equivalente de um prato terico H e ao numero N de pratos tericos (N = L/H). Assim, qualquer cromatograma que mostre a o pico de eluiao com uma varincia temporal 2 permite a determinao de um eficincia terica N para o componente analisado, e por deduo, do valor de H conhecido que H =L/N

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A disperso do analito pela coluna e a transmio disso no cromatograma. A esquerda corresponde a imagem da isocronica de concentrao da eluiao do componente a uma distancia particular. A direita, o cromatograma revela a variao da concentrao na sada da coluna como uma funo de tempo. tR e so de razo igual a de L e L ---------------------PARAMMETROS DE RETENO Volume de reteno ou eluio (VR) VR de um analito representa o volume da fase mvel necessria para possibilitar a migrao do analito atravs da coluna a partir do momento em que ela inserida at o momento em que sai da coluna. CROMATOGRAFIA GASOSA a separao dos componentes de uma mistura na coluna ocorre enquanto esta est na fase mvel gasosa. Nessa tcnica a amostra deve ser primeiro vaporizada. COMPONENTES composto principalmente pelo injetor, a coluna e o detector, associado a um forno que controla a temperatura da coluna. A fase mvel um gs chamado de gs de arraste, que flui de maneira precisamente controlada pela coluna permitindo a reprodutibilidade dos tempos de reteno. A analise comea quando uma pequena quantidade de matriz introduzida como liquido ou gs no injetor, que tem a funo de vaporizar a matriz e mistur-la ao gs de arraste. A coluna geralmente possui dimetro estreito e forma enrolada podendo ter comprimentos de 1 a 100 metros, dependendo do tipo e da composio da fase estacionaria. A coluna pode ser usada por varias analises e mantida dentro de um forno onde sua temperatura controlada. No fim da coluna o gs de arraste passa por um detector antes de ir para a atmosfera.

No CG h 4 parametros operacionais para uma dada fase estacionaria, que afetam o fator de rentenao K: comprimento da coluna L, velocidade da fase mvel (que afeta a eficincia terica N), a temperatura T da coluna, , proporo de fases

as condies de operao da cromatogrfica permitem modificar os termos T e e assim ambos afetam a eficincia da coluna e o fator de reteno.

Gas de arraste e regulao do fluxo A fase mvel um gas (Helio, hidrognio ou nitrognio) com alto grau de pureza. O gas de arraste deve ser livre de traos de hidrocarbonetos, vapor de gua e oxignio, porque estes podem causar a deteriorizao de fases estacionarias polares ou reduzir a sensibilidade dos sensores. Por estes motivos o sistema do gas de arraste inclue um filtro com peneira molecular para remover a gua e reduzir o numero de impurezas. A natureza do gas de arraste no tem influencia significativa nos valores dos coeficiente K de partio de cada composto entre a fase estavionaria e a mvel, devido a ausncia de interao entre o gas e a matriz. Em contraste, a viscosidade do gas de arraste e o taxa de fluxo tem efeitos significativos na disperso da matriz na fase estacionais e na difuso na fase mvel, e consequentemente influenciam na eficincia N e sensibilidade da deteco. Hidrognio o gas de arraste ideal, mas pode ser substitudo pelo Helio.

HETP = altura equivalente a um prato terico, qnt menor significa q a separao mais rpida. O grfico eh uma funo linear da eficincia pela velocidade do gas de arraste, mostrando os trs gases nas msm condies, o hidrognio permitiu uma separao mais rpida, conveniente com a grande flexibilidade em taxa de fluxo de gas, que muito til para programas de temperatura. Conforme se aumenta a temperatura a viscosidade do Helio maior q a do nitrognio na msm temperatura. A presso no inicio da coluna ( varias dezenas a centenas de kPa) estabilizada mecanicamente ou por um controle de presso eletrnico (EPC) para qhe a taxa de fluxo seja constante em seu valor ideal. Este dispositivo valioso porque se a analise for realizada com um programa de temperatura, a viscosidade da fase estacionaria e consequentemente a perda de carregamento da coluna, aumenta com a temperatura. Portanto para manter o fluxo do gas de arraste constante, a presao precisa ser aprimorada precisamente para compensar esse efeito. O resultado uma analise rpida e um tempo de vida da coluna maior. O injetor e o detector tem volumes hold-up que so medidos em volume de reteno total. No CG, desde que a fase mvel seja um gas, a taxa de fluxo medida na sada da coluna deve ser corrigida por um fator de compresso J, que compensa a alta presso no inicio da coluna. Se o cromatograma contem um pico para um composto que no retido na fase estacionaria possvel calcular a velocidade linear media de pregressao, o do gas de arraste.

Por outro lado, instalando um medidor de fluxo na sada da coluna a presso atmosfrica P0 e conhecendo o dimetro da coluna, a velocidade 0 do gas de arraste no fim da coluna pode ser deduzido. A proporo entre essas duas velocidades igual a J, o fator de compresso, que corresponde a presso relativa P0/P

Introduo da amostra e cmara de injeo O mtodo mais comum de injeo de amostra utilizando uma microseringa para injetar uma quantidade pequena de matriz (0,5 L), por um septo de borracha ate a porta do vaporizador no inicio da coluna.

Para amostras gasosas, os injetores de lao so utilizados de maneira similar a descrita no HPLC. Para melhor controle da reprodutividade das injees, simplismente mudando o analista pode se ocorrer variaes considerveis no modo manual, a maioria dos instrumentos possui um autoamostrador onde os movimentos da seringa so automatizados. A injeo da amostra feita rapidamente (o,2s). o importante que no haja contaminao cruzada entre amostras sucessivas de composio similar. Uma tcnica de amostragem conhecida como headspace, existe de duas maneiras, uma esttica e outra dinmica, muito generalizada no CG para analises qualitativas e quantitativas de constituintes volteis presentes nas amostras (cap 21) Injetores O injetor no CG tem varias funes: injetar a amostras no sistema, vaporiza-la, mistura-la ao gas de arrantes e e leva-la ate o inicio da coluna. Injetor de vaporizao direta: usa taxa de fluxo de 10mL/min, a vaporizao direta eh um meio simples de injetar a amostra. Qualquer modelo deste tipo comprende de um tubo de metal com uma manga de vidro (chamada insert). Isto aquecido ate o ponto de ebulio dos componentes que so compratografados. A agulha da micro seringa contendo a amostra perfura

o septo feito de boracha de silicone, que se fecha aps o fim da injeo. Uma vez que todo a amostra sai da seringa imediatamente volatilizado e entra na coluna em poucos segundos.

Split/splitless injector Para colunas capilares de portar apenas uma quantidade pequena de amostra, ate mesmo o menor volume possvel em uma micro seringa pode saturar a amostra. Injetores especiais so usados que podem atuar de duas maneiras, com ou sem split No modo split uma alta taxa de fluxo de gas de arraste chega a cmara onde se mistura com os vapores injetados da amostra. Ela regulada entre 50-100 mL/min, separando o fluxo em duas fraes sendo uma poro maior, levanto a introduo majoritria da amostra. O nvel de split varia entre 1:20 e 1:500, apenas a menor frao, contendo uma quantidade de amostra igual a razo de diviso vai penetrar na coluna. Para amostras muito diludas tambm pode se usar o splitless mode. Nesse modo um volume menor da soluo injetado vagarosamente pela micro seringa enquanto a vlvula 2 da figura a seguir mantida fechada por 0,5 a 1 minuto, a fim de que a mistura vaporizada de compostos da matriz e do solvente de arraste fiquem concentrados no primeiro decmetro da coluna. Esse tipo de injeo requer experincia e um programa de temperatura que inicie em baixa temperatura para q o solvente de arraste possa levar a matriz ate a coluna capilar. A reabertura da vlvula 2 realiza a sada do solvente de arraste e de outros componentes volteis que inteferem na analise

Injeo em coluna fria Essa no uma tcnica de vaporizao. A matriz deposictada diretamente na coluna capilar (coluna fria ou COC). Uma micro seringa especial, com agulha de 0,15 mm de dimetros sendo composta de ao ou slica necessria para penetrar a coluna que resfriada a 40oC antes de poder voltar a sua temperatura normal de funcionamento. Esse procedimento, utilizado para compostos temicamente labeis ou de altos pontos de ebulio, difcil de ser realizado sem um auto amostrador. Injeo com temperatura de vaporizao programada Essa injeo, chamada de PTV (programmed temperature vaporizer ou temperatura de vaporizao programada) conceituamente similar a injeo split/splitless. A temperatura da cmara de injeo pode ser programada para efetuar uma rampa de temperatura de 20oC a 300oC em algumas dezenas de segundos. Logo esta uma combinao das vantagens da injeo split com a injeo em coluna fria.Se torna possvel injetar volumes maiores com siringas padro evitando a discriminao de agulha induzida. Alem disso, compostos que possuem pontos de ebulio baixos (particularmente solventes) podem ser eliminados. Os trs principais programas so chamados de injeo split fria, injeo splitless fria e injeo com eliminao de solvente.

Injeo split fria: a matriz introduzida na cmara de vaporizao e imediatamente uma vlvula aberta e o injetor aquecido. Como a matriz no instantaneamente vaporizada, o solvente e os diferentes compostos penetram na coluna em ordem de ponto de ebulio, fazendo com que ela no fique saturada.

Injeo splitless fria: esse modo realizado para analise de traos. A vlvula fechada durante a injeo. A camara de injeo aquecida de maneira a transferir a matriz para a coluna que mantida fria. Injeo com eliminao de solvente: a amostra introduzida no injetor frio depois a vlvula aberta. A taxa de fluxo de purgagem muito alta podendo atingir 1000 mL/min para eliminar todo o solvente. O injetor ento aquecido para transferir os componentes menos volteis para a coluna com a vlvula de sangramento fechada. Desse modo possvel injetar de 50 L em uma nica injeo ate 500 L da soluo da amostra. Esse modo elimina a concentrao da amostra antes da injeo.

Forno controlado termoestaticamente A cromatografia a gas compreende de um forno com volume suficiente para segurar at duas colunas e aquecer ate mais de 400oC. uma inrcia trmica fraca permite uma rpida porem controlada aumento de temperatura ( com uma aumento de temperatura de ate 100oC/min). A temperatura precisa ser controlada intimamente a 0,1oC para possuir separaes reprodutveis em programas de temperatura ou isotrmicos. Com a instalao de uma vlvula criognica de N2 ou CO2 liquidos, permitem que o forno seja regulado a baixas temperaturas. Colunas

Existem dois tipos de coluna, que diferem em sua utilidade: colunas capilares ou empacotadas (a fase estacionria constituda por partculas slidas). Para as colunas empacotadas a fase estacionaria depositada ou fixada por reao quimica em poros de suporte. Na coluna capilar um fino filme da fase estacionair depositada ou fixada a superfcie interna da coluna. Coluna empacotada Essa coluna, pouco utilizada atualmente, tem dimetro de 3,18 e 6,35 mm e comprimento entre 1 e 3 metros. Constitudas de ao ou vidro, as paredes internas do tubo so tratadas de maneira a evitar efeitos de catalise com a amostra. Eles podem suportar uma taxa de fluxo de gas de arraste de 10 a 40 mL/min. Eles possuem poros inertes e estveis de suporte onde a fase estacionaria pode ser impregnada ou ligada (entre 3 e 20%). Esse suporte solido, com rea de superfcie especifica de 2 a 8 m2/g, feita de partculas esfricas de 0,2 mm de dimetro, que so obtidas a partir de diatomites, silicado fssil cuja estrutura quimica comparvel a da slica amorfa. Um linker assegura a similaridade entre os gros. Aps calcinar essa terra diatomomaceus (terra contendo restos fossilizados diatmicos) passam a ser chamados de Chromosorb. Outro material sinttico desenvolvido composto de pequenas pedras de slica. Todos esses suporte possuem reatividade quimica comparvel a slica gel devido a presena do grupo silanol. Entretanto, a perfomace das colunas empacotadas mais modesta que a coluna capilar, elas ainda so usadas em muitas analises de rotina. So de fcil produo com uma ampla escolha de fases estacionarias, porem no so indicadas para analise de elementos traos.

Coluna capilar So geralmente produzidas de slica fundida de alta pureza obtida a partir da combusto de tetraclorosilicato (SiCl4) em atmosfera rica em oxignio. O dimetro interno do tudo dessas colunas varia entre 100 e 530 m, tem espessura de 50 m e comprimento de 12 a 100 metros. Essas colunas so preparadas para serem flexveis pela aplicao de um revestimento externo de poliamido, um polmero estvel (Tmax = 130oC) ou com um fino filme de alumnio. Elas tem a vantagem de serem fisicamente fortes e ainda poderem ser enroladas em um suporte circular de metal. Alguns produtores oferecem colunas metlicas (alumnio, nquel ou ao) que toleram altas temperaturas na ordem de 450oC, possibilitando que a fase estacionaria seja suficientemente estvel. A superfcie interna da coluna geralmente tratada para favorecer uma conexo regular com a fase estacionaria. Este pode ser um tratamento trmico (HCl a 350oC), ou pelo deposito de um fino filme de aluminia ou slica gel dependendo da tcnica usada para ligar a fase estacionaria. A espessura pode variar entre 0,05 e 5 m. Essas so paredes tubulares revestidas abertas (WTCOT) ou tubo aperto com camada porosa (PLOT) depende da natureza da fase estacionaria empregada. Ligaes covalentes Si-O-Si_C permitem que compostos orgnicos se liguem a superfcie da slica. Colunas so particulamente estveis e podem ser lavadas regularmente com solventes que impedem que elas recuperem sua performace inicial. Coluna 530 m Constituda de um capilar com dimetro interno de 0,53 mm e comprimento variando de 5 a 50 metros, essas colunas so designadas, dependendo do fornecedor, pela sua caracterstica principal, Widebore (suporte amplo), Megabores ou Macrobore. Elas requerem um gas de arraste com taxa de fluxo de no mnimo 5 mL/min e no Maximo 15 mL/min, parecido com as colunas empacotadas. Entretando, a resoluo e performace dessas colunas menor que a de colunas capilares com dimetros menores. possvel substituir uma coluna empacotada por uma coluna 530 mantendo os mesmo injetor, detecotr e fluxo de gas. A sua principal vantagaem sobre as colunas empacotadas falta de escoamento, a progressiva perda de fase estacionaria com o tempo. Em ordem de depositar um filme de espessura conhecida, um mtodo consiste em preencher a coluna com uma soluo de fase estacionaria de concentrao conhecida, ento a espessura desejada obtida com a vaporizao do solvente. Esse filme pode ser reticulado com perxido ou por irradiao gama.

Fases estacionarias Para a coluna empacotada, onde as tcnicas de impregnao so muito simples, so encontradas na literatura mais de 100 fases estacionarias possveis. Por outro lado, em colunas capilares com fase ligada a escolha da fase estacionaria muito limitada porque a gerao do filme na superfcie interna da coluna requer um principio diferentes de impregnao. A fase atual corresponde principalmente a duas famlias: polisiloxinos e polisiloxinos gligosados. Cada categoria pode ser um objeto de mequenas modificaes estruturais. Para o estudo de compostos opticamente ativos (separao de enantiomeros), fases contendo ciclodentrinos so usadas. Cada uma das fases pode ser usada entre um mnimo de temperatura onde o equilbrio de concentrao muito lento para ocorrer, e em um Maximo de temperatura acima daquela onde o polmero de degrada. Esse alto limite depende da espessura do filme e natureza do polmero. Polisiloxinos Polisiloxinos (tambm conhecidos como leo de silicone ou boracha) so baseados em uma cadeia repetitiva constituda de 2 cadeias de hidrocarboneto por atomo de silicone. Eles possuem cerca de 20 composioes difentes com cadeias de alquilas e arilas (metil ou fenil) ao qual podem ser incoporados mais grupos funcionais (cianopropil, trifluorpropril). Monmeros combinados em diferentes propores tambm causam alteraes nas propriedades da fase estacionaria (polaridade, estabilidade trmica). Devido a sua faixa de temperatura muito ampla, essa fase muito utilizada. Uma fase muito conhecida que usada como referencia, uma vez que a nica que foi perfeitamente definida, o escalano, que na escala de McReynolds tem polaridade zero. Esse hidrocarboneto saturado (C30H62) derivado do escaleno, um terpenoide natural extrado da sharks liver. Na fase estacionaria, que pode ser utilizada entre 20 e 120oC, o compostos so eluidas em ordem crescente de suas temperaturas de ebulio, o tempo de reteno passa a ser inversamente proporcional a presso de vapor de cada componente.

Polietilenoglicol (PEG) Fase quase apolar que pode substituir o escalano. O mais conhecido representante desta famlia o Carbowax. Esses polmeros polares pode ser usados para deposio, impregrinao ou ligao de fases (40 < T < 240/260oC, dependendo do dimetro da coluna e espessura do filme)

Fases estacionarias quirais Essas so geralmente fases de polisiloxano base mistura com 10 a 20 % de peso de ciclodentrino (polisacarideo). Esse tipo de coluna adequada para a purificao de misturas racmicas. Se um composto orgnico, por exemplo, compreende em uma carbono assimtrico, os enantiomeros R e S no vo ter a mesma afinidade com a fase estacionaria carregada com ciclodentrinos. portanto, um composto qumico, como um racemato puco vai apresentaar dois picos iguais em tamanho, cada um correspondendo a um enantiomero. Algumas colunas aceitam temperaturas acimda de 450oC. entre as aplicaes, aqui temos a analise de triglisseridios em tecidos adiposos e destilao simulada na industria petrolfera.

Fases estacionarias solidas Essas fases so constitudas de uma grande variedade de matrias adsorventes: slica ou aluminia desativadas por sais minerais, peneiras moleculares, vidro poroso, grafite. Colunas capilares so feitas pelo deposito destes materiais na forma de um fino filme poroso chamado de PLOT. Elas so empregadas para separao de misturas gasososa ou de compostos altamente volteis. Colunas contendo carbono negro grafitado so utilizadas para separao de N2, CO, CO2 e alguns hidrocarbonetos. A eficincia dessas colunas muito alta.

Historicamente, a slica gel, um material termoestvel e insensvel ao oxignio foi um dos primeiros compostos a servir como fase estacionaria no CG. Atualmente as fases solidas so muito mais elaboradas. Para comparar ou prever o comportamento de uma coluna capilar til calcular a proporo das fases = VM/VS. chamando de dc o dimetro interno da coluna e df a espessura do filme depositado na superfcie interna, uma aproximao matemtica leva a:

Se os compostos a serem separados so volteis,uma coluna com uma proporo de fases pequena deve ser escolhida ( < 100). A coluna de 320m com fase estacionaria de filme com espessura de 1m leva a um taxa de de 80, enquanto uma coluna de 250m com um filme de espessura de 0.2m, = 310. Principais detectores na cromatografia a gas Alguns detectores so universais; isso porque eles so sensveis a praticamente todos os componentes eluidos na coluna. Por outro lado, h detectores seletivos que so sensveis apenas a alguns compostos, produzindo cromatogramas incompletos. A situao ideal para quantificar um analito seria ter um detector que visse apenas esse analito. Eles tambm podem ser classificados como destrutivos e no-destrutivos. Detectores so classificados em dois grupos dependendo se eles conduzem apenas uma nica informao, como o tempo de reteno, e se eles conseguem conduzir varias informaes como, tempo de reteno e estrutura quimica do analito. Por essa razo alguns cromatografos gasosos so equipados com mais de um detetor ligado em serie. No entantao, a resposta de cada detector depende da concentrao molar ou da massa do analito no gas de arraste. Detector de chama ionizada (FID) Considerado o detector universal de compostos orgnicos, considerado excelente no CG. O fluxo de gas da coluna passa pela chama produzida por um pequeno incinerador alimentado pela mistura de hidrognio e ar. O detector destri os compostos orgnicos presente cuja combusto resulta na liberao de ons e partculas carregadas responsveis pela passagem de uma corrente eltrica muito fraca (10-12 A) entre dois eletrodos. Em uma extremidade do incinerador, ligada a terra, atual como um eletrodo polarizador enquanto o segundo eletrodo, chamado de coletor, contorna a chama como um colar. Um eletrmetro amplifica o sinal para uma voltagem mesuravel. Para compostos orgnicos a intensidade do sinal considerada proporcional a massa de flutuao do carbono, exceto na presena de heteroelementos, como os halognios. Assim a rea abaixo do pico representa a massa do composto eluido (dm/dt integrado entre o inicio e o fim do pico vai resultar na massa total m). a sensibilidade expressada em Coulombs/g de carbono. O limite de deteco na ordem de 2 a 3 pg/s e a faixa dinmica linear atinge 10 8. O FID no afetado por variaes na taxa de fluxo de gas.

Detectores que fornecem dados da estrutura quimica No detector dito anteriormente a identificao do composto se da pelo uso de uma calibrao interna baseada nos tempos de reteno. Quando a cromatografia muito complexa pode haver erros de identificao. Para contornar isso pode ser utilizado um detector que possa fornecer a estrutura quimica baseado nos dados espectroscpicos, ou composio elementar do analito. O tempo de reteno e caractersticas especificas de cada composto podem ento ser conhecidas. Esses detectores dependem apenas da habilidade da coluna em separar adequadamente os componentes da matriz. Nessa categoria entra o detector de espectrmetro de massa que consiste de espectrmetro de massa de baixa resoluo que pode ser posicionado no final da coluna. Um espectro de fragmentao para cada composto eluido obtido. A partir da corrente total de ionizao (TLC) um cromatograma pode ser traado para representar todos os componentes eluidos. Necessita de uma coluna de alta performace e de pouco sangramento. Ver capitulo 16 para espectroscopia de massa