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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