APOSTILA

DE CROMATOGRAFIA

GASOSA

Versão 1.0

2

1. CROMATOGRAFIA

1.1 INTRODUÇÃO

A descoberta da cromatografia como uma técnica analítica é geralmente, atribuída

ao botânico russo M. Tswett o qual, no início deste século, conseguiu separar pigmentos

de cloroplastos contidos em folhas verdes de plantas utilizando um tubo de vidro cheio

com carbonato de cálcio. Apesar do fato de que D.T. Day separou frações de petróleo

utilizando esta técnica na mesma época, Tswett foi o primeiro a compreender e interpretar

o processo cromatográfico como hoje é aceito, empregando o termo cromatografia para

descrever as zonas coloridas que se moviam dentro da coluna de vidro.

1.2 DEFINIÇÕES

A expressão cromatografia abrange várias técnicas usadas para separar os

diversos componentes de uma solução. Apesar de muito diferentes entre si, todas essas

técnicas têm em comum a passagem da solução-problema, conduzida por um solvente

adequado, através de uma substância que é mantida fixa e que interage de maneiras

distintas com os diversos solutos, de forma que, quanto mais forte a interação, maior o

tempo gasto para eluir. São assim introduzidos alguns conceitos fundamentais:

• A substância mantida fixa, responsável pela separação dos diversos

componentes, é chamada de fase fixa ou estacionária;

• O conjunto solução-teste mais solvente, chama-se fase móvel;

pigmentos separados

éter de petróleo

CaCO3

mistura de de

pigmentos

Cromatografia =kroma [cor] + graph [escrever]

(grego)

3

• O solvente, responsável pelo transporte da amostra através da fase fixa, chama-

se eluente, quando se trata de um gás, é simplesmente gás de arraste;

• O tempo gasto por cada componente para atravessar toda a fase fixa é

chamado tempo de retenção (Tr);

Conforme se mudam as fases fixa e móvel, ou os equipamentos usados para

montar o sistema cromatográfico, a técnica recebe nomes diversos , ou seja, definen-se

diversos tipos de cromatografia, conforme se segue:

• Cromatografia de gás-sólido: a fase fixa é um sólido e a fase móvel, um gás. É

muitas vezes chamada simplesmente de cromatografia de gás, ou cromatografia

gasosa;

• Cromatografia de gás-líquido: a fase fixa é um líquido embebido num sólido

inerte e a fase móvel, um gás. É chamada também de cromatografia de

permeação em gel, ou simplesmente GPC (do inglês gel permeation

chromatography);

• Cromatografia de líquido-sólido: a fase fixa é um sólido e a fase móvel, um

líquido. É chamada simplesmente de cromatografia líquida;

• Cromatografia de líquido-líquido: a fase fixa é um líquido embebido num sólido

inerte e a fase móvel, um líquido. É também chamada de cromatografia de

partição.

É importante frisar que a cromatografia é essencialmente um método de separação.

Pode ser usada como técnica de análise quantitativa porque, mantidas as fases fixa e

móvel juntamente com as condições instrumentais, os tempos de retenção de um

componente são constantes. É necessário, portanto, conhecer o tempo de retenção de

cada componente que se deseja analisar, e se preparar um padrão com composição

semelhante à da amostra-problema.

2. TÉCNICAS CROMATOGRÁFICAS 2.1 Cromatografia em fase gasosa.

É um procedimento físico utilizado para separar uma amostra em seus

componentes individuais. A base para esta separação é a distribuição da amostra entre

duas fases - uma fase estacionária e uma fase gasosa móvel. A fase móvel é denominada

4

gás de arraste ou gás portador, uma vez que se trata de um gás inerte cuja finalidade é

transportar as moléculas a serem separadas, através da coluna.

De acordo com a natureza da fase estacionária, é possível dividir-se, para efeitos

didáticos, a cromatografia gasosa em: cromatografia gás-líquido (C.G.L.) e cromatografia

gás-sólido (C.G.S.).

No caso da cromatografia gás-sólido, C.G.S. a fase estacionária é um sólido de

grande área superficial, usualmente um adsorvente como carvão vegetal, sílica-gel, ou

peneira molecular (zeolita sintética). A adsorsão diferencial dos componentes da mistura a

ser separada sobre a superfície sólida é a base para a separação cromatográfica na

C.G.S. a qual é geralmente empregada na separação de gases como nitrogênio, oxigênio,

monóxido de carbono e outros.

Na cromatografia gás-líquido, C.G.L., a fase estacionária é uma película delgada, a

qual recobre um sólido inerte denominado suporte. A base para a separação

cromatográfica, neste caso, é a distribuição da amostra dentro e fora desta película, ou

seja, a partição da amostra entre a fase móvel e a fase líquida estacionária.

A fase estacionária encontra-se acondicionada dentro da coluna, através da qual o

gás de arraste flui continuamente. A amostra é introduzida na coluna através de um

injetor, onde o gás arrastará a amostra. As moléculas da amostra irão distribuir-se ao

equilibrar-se entre o gás de arraste e a fase líquida. As espécies mais solúveis na fase

líquida permanecerão menos tempo no gás de arraste em movimento e, como

conseqüência, irão deslocar-se mais lentamente através da coluna. Conectando-se um

detetor à saída da coluna, constata-se a eficiência da separação através do

cromatograma registrado. Depois de separados, os componentes serão identificados e

quantificados utilizando-se padrões adequados. Caso se encontre uma fase líquida que

apresente solubilidade seletiva para dois dados compostos, estes poderão ser separados

por cromatografia gás-líquido, devido à diferença de solubilidade na fase líquida.

Devido à grande diversidade de fases líquidas disponíveis, a cromatografia gás-

líquido torna-se a mais versátil e seletiva forma de cromatografia em fase gasosa. Isto

permite que sejam analisadas amostras sólidas, líquidas ou gasosas desde que sejam

voláteis ou possam ser volatilizadas sem sofrerem decomposição no cromatógrafo. Desta

forma é preferível a denominação cromatografia em fase gasosa uma vez que o processo

cromatográfico ocorre em fase gasosa, independente do estado físico inicial da amostra.

5

Separação de misturas por interação diferencial dos seus componentes entre uma FASE ESTACIONÁRIA (líquido ou

sólido) e uma FASE MÓVEL (gás).

CROMATOGRAFIAPrincípio Básico

FM = Líquido

FM = Gás

CromatografiaLíquida

CromatografiaGasosa (CG)

Em CG a FEpode ser:

Sólida

Líquida

CromatografiaGás-Sólido (CGS)

CromatografiaGás-Líquido (CGL)

6

2.2 Instrumentação

2.2.1 Gás de arraste

A função do gás de arraste é levar as moléculas da amostra a ser separada do

ponto de injeção até o detector, passando pela coluna onde a separação irá ocorrer.

Idealmente, deve apresentar as seguintes características: não interagir com a fase

estacionária nem com a amostra, ser barato e ser adequado ao detector em uso. Do

ponto de vista prático, este conjunto de condições não é fácil de ser encontrado: o gás de

arraste é, usualmente, escolhido a partir do detector empregado.

Além da adequação do detector, devem-se ponderar alguns outros fatores quando

da escolha do gás de arraste apropriado. O gás de arraste deve ser o mais puro

disponível no mercado e, ainda assim, deverá ser passado por dispositivos especiais para

1 - Reservatório de Gás e Controles de Vazão / Pressão. 2 - Injetor (Vaporizador) de Amostra. 3 - Coluna Cromatográfica e Forno da Coluna. 4 - Detector. 5 - Eletrônica de Tratamento (Amplificação) de Sinal. 6 - cromatograma (Registrador ou Computador).

reter possíveis impurezas como oxigênio, traços de água e compostos orgânicos

dissolvidos. Uma alternativa é colocar-se entre o tanque do gás de arraste e o

cromatógrafo uma coluna empacotada com peneira molecular e sílica gel.

Resumo

COMPATÍVEL COM DETECTOR Cada detecpara melhor fun

Seleção de Gases de Arrast

Fase Móvel em CG: NÃO interage com a amostra - apenas a carrega através da coluna. Assim é usualmente referida como GGÁÁSS DDEE AARRRRAASSTTEE

Requisitos:

INERTE Não deve reagir com a amostra, fase estacionária ou superfícies do instrumento.

PURO Deve ser isento de impurezas que possam degradar a fase estacionária.

Impurezas típicas em gases e seus efeitos:

CUSTO Gases de altíssima

CU

STO

PUREZAA

BC

CU

STO

PUREZAA

BC

CU

STO

PUREZA

CU

STO

PUREZAA

BC

H

N2

N

oxida / hidroliza algumas FE incompatíveis com DCE

H2O, O2

hidrocarbonetos

ruído no sinal de DIC

tor demanda um gás de arraste específico cionamento.

e em Função do Detector:

pureza podem ser muito caros.

A = 99,995 % (4.5)B = 99,999 % (5.0)C = 99,9999 % (6.0)

A = 99,995 % (4.5)B = 99,999 % (5.0)C = 99,9999 % (6.0)

e , H2

DCT

, H2

DIC

2 (SS), Ar + 5% CH4

DCE

7

8

2.2.2 Injetor

Existem dois sistemas para injeção de amostras; seringa e válvula. Para injeção de

amostras gasosas, a seringa utilizada deve ser do tipo denominada “GAS TIGHT”,

apresentando vedação especial para gases.

As válvulas são mais caras, porém apresentam a vantagem de permitirem maior

reprodutibilidade nas injeções. Adicionalmente são de fácil manipulação e permitem

automação do sistema com relativa facilidade. A amostra é empurrada por uma solução

saturada de cloreto de sódio, passando pelo “loop” de amostragem, de volume fixo, em

seguida passa por uma válvula de seis vias indo para a atmosfera. Girando-se, então, o

rotor da válvula, por um comando do cromatógrafo, o volume contido no “loop” é injetado

na coluna.

2.2.3 Introdução da Amostra

A obtenção de picos ideais em cromatografia gasosa é altamente dependente da

forma de se introduzir a amostra na coluna. Idealmente a amostra deveria ser injetada

instantaneamente, o que não tem sido possível até o momento com nenhum dos métodos

de injeção conhecidos. Uma forma de tentar contornar este problema é introduzir a

amostra na forma de uma banda, tão estreita quanto possível. A escolha apropriada das

condições de injeção dependem, em larga escala, do estado físico da amostra.

A grande maioria das amostra líquidas requer, para sua rápida volatilização, que a

temperatura do injetor esteja 20 a 30°C acima da temperatura de ebulição do componente

menos volátil. O elevado coeficiente de expansão dos líquidos, quando vaporizados,

permite que sejam injetados pequenos volumes, o que maximiza a resolução do sistema e

confere uma forma ideal aos picos eluídos.

Para a injeção de líquidos prefere-se, sem dúvida, o uso de seringas cujos volumes

são altamente flexíveis. Apesar de largamente difundido em cromatografia líquida, o uso

de válvulas para injeção de líquidos não se popularizou ainda na cromatografia gasosa.

Um dos prováveis fatores que contribuem para isto é a perda de reprodutibilidade e o

encurtamento do tempo de vida quando a válvula é operada em temperaturas superiores

a 150 °C o que limita, portanto, seu uso a baixas temperaturas.

9

2.2.4 Coluna A coluna é considerada o “coração do sistema cromatográfico”, uma vez que é nela

que a separação irá ocorrer. A escolha da coluna apropriada para uma dada separação é

de suma importância e, muitas vezes, difícil.

As colunas para cromatografia gasosa podem ser classificadas em dois grandes

grupos de acordo com o diâmetro interno: colunas empacotadas, geralmente com 2 a 4

mm de diâmetro interno, e colunas capilares tendo diâmetro interno igual ou inferior a 1

mm.

Para a análise de gases fixos (H2, N2, O2, CO, CO2) tradicionalmente são usadas

colunas empacotadas, feitas de aço inoxidável.

As dimensões ideais que uma coluna deve ter são determinadas pelo propósito do

experimento e da eficiência desejada na separação. As colunas analíticas empacotadas,

por exemplo, possuem entre 0,5 e 10 metros de extensão. O comprimento das colunas

capilares está acima de 25 m.

2.2.4.1 Colunas empacotadas

Nas colunas empacotadas, a FE líquida é depositada sob a forma de um filme fino

e uniforme sobre partículas de um suporte adequado. O suporte deve ser um sólido

poroso com grande área superficial, inerte e de boa resistência mecânica. O tamanho das

partículas e dos poros deve ser o mais uniforme possível. O material mais empregado

como suporte é a diatomite, esqueletos fósseis de algas microscópicas (diatomáceas),

compostos principalmente de SiO2 amorfa e traços de óxidos metálicos. Muitas vezes, o

material é submetido a tratamentos químicos para diminuir a sua atividade superficial, e

torná-lo mais inerte. A diatomite preparada para suporte de CG é comercializada com o

nome de "Chromosorb", dentre outros.

Para preparar uma coluna empacotada, o material de enchimento (FE sobre

suporte) é colocado da forma mais uniforme e compacta possível ("empacotado") em um

tubo de comprimento e diâmetro adequados. Os materiais mais usados para os tubos de

colunas são o aço inox e o vidro, sendo o primeiro preferido pelo manuseio mais fácil. Se

o material de enchimento não for colocado na coluna de forma compacta e uniforme, os

espaços vazios resultantes funcionarão como câmaras de diluição para a amostra. O

resultado serão picos mais largos e menor eficiência.

O tamanho da coluna é variável. Tipicamente são usadas colunas com diâmetros

internos de 1 mm a 4 mm e 1 m a 3 m de comprimento. Quanto maior a coluna, maior a

10

eficiência; entretanto, também aumenta o tempo de análise. Colunas muito longas

oferecem uma resistência muito alta à passagem de gás, exigindo pressões

excessivamente altas.

Além da natureza da FE e da qualidade do empacotamento, existem duas variáveis

importantes que influem no desempenho de uma coluna empacotada:

- A percentagem de FE no material de enchimento. A percentagem de FE sobre o suporte

é um parâmetro que deve ser rigidamente controlado. Se a quantidade de FE for muito

baixa, partes da superfície do suporte ficarão expostas à amostra, que poderá ser

adsorvida. O resultado é o alargamento ou deformação dos picos. Quanto mais FE, maior

a retenção. A seletividade também aumenta, porém às custas de aumento do tempo de

análise e diminuição da eficiência. Atualmente, colunas contendo de 2 % a 10 % de FE

são as mais usadas. Dificilmente são empregadas colunas com mais de 30 % de carga.

- O diâmetro das partículas do suporte. Quanto menor o diâmetro das partículas do

suporte, maior a eficiência da coluna. A uniformidade das partículas também é importante.

Recheios com partículas cuja distribuição de tamanho seja muito grande serão pouco

eficientes. Normalmente, empregam-se suportes com 80-100 mesh (149 µm a 177 µm de

diâmetro) ou 100-120 mesh (125 µm a 149 µm). Se for usado suporte com partículas

excessivamente finas, a resistência à passagem de gás será muito alta.

2.2.4.2 Colunas Capilares

Até o momento, discutiram-se sobre as colunas para cromatografia gasosa nas

quais o suporte sólido é recoberto por uma fina camada de fase líquida, sendo que este

conjunto é acondicionado de forma bastante coesa em um tubo cromatográfico. J.E.

Golay introduziu no final da década de 50, um novo conceito de usar colunas

"convencionais" com cerca de 4 mm de diâmetro interno e recheá-las com um suporte

sólido recoberto com uma fase líquida, como era comum na época, Golay preferiu usar

colunas com diâmetro capilar e recobrir a parede interna do tubo com um filme bastante

fino de fase líquida. Portanto, dispensou o uso do suporte sólido, fazendo com que o

interior do tubo capilar ficasse vazio, ou seja, tratava-se de uma coluna "aberta" com

apenas uma película da fase líquida recobrindo a parede interna. Estas colunas

demonstraram um aumento no poder de separação quando comparadas com as colunas

empacotadas convencionais, trazendo uma nova dimensão à cromatografia em fase

gasosa.

Nas colunas empacotadas, o processo cromatográfico é limitado principalmente

pela difusão lenta das moléculas ao redor das partículas do suporte e dentro de seus

11

poros. Ao usar uma coluna longa e de diâmetro interno estreito ao invés de uma coluna

empacotada, Golay conseguiu um "caminho aberto", sem restrições, para o gás de

arraste e as moléculas da amostra ao longo do tubo da coluna. Uma vez que agora a fase

líquida é distribuída na forma de um filme fino o qual recobre a parede interna da coluna,

a difusão das moléculas dentro e fora deste filme será muito maior do que no caso da

coluna empacotada onde o suporte sólido funciona como um "obstáculo" à difusão da

amostra e do gás de arraste.

A sua grande vantagem sobre as colunas empacotadas é que, pelo fato de serem

tubos abertos, podem ser feitas colunas capilares de grandes comprimentos. Como,

quanto maior o comprimento, mais pratos teóricos contém a coluna (e maior a sua

eficiência), colunas capilares são muito mais eficientes que as empacotadas.

Normalmente, encontram-se colunas de 5 m até 100 m, embora já tenha sido fabricada

uma coluna com 2175 m. Podem-se empregar tubos metálicos, de vidro ou de sílica

fundida, sendo os últimos atualmente os preferidos pela sua flexibilidade e inércia

química.

Nas colunas empacotadas, o desempenho é afetado pelo diâmetro e uniformidade

das partículas do recheio e pela carga de FE. Nas colunas capilares, são importantes o

diâmetro interno da coluna e a espessura do filme de FE. Quanto mais fina for a coluna,

mais eficiente ela será. Entretanto, colunas muito estreitas suportam pouca FE, o que

diminui a sua seletividade. Tipicamente, usam-se colunas com diâmetros internos entre

0,1 mm e 0,5 mm. A espessura do filme de FE equivale à percentagem de FE das colunas

empacotadas, de modo que quanto mais espesso for o filme, maior a retenção e a

seletividade. Filmes excessivamente espesso causam alargamento dos picos e grandes

tempos de análise. Normalmente, empregam-se filmes de 0,1 µm a 3,0 µm.

As FE são as mesmas usadas para colunas empacotadas. Muitas vezes, para

minimizar as perdas de fase por volatilização durante o uso, a FE é fixada às paredes do

tubo. Pode-se polimerizar parcialmente a fase após a deposição (fases imobilizadas) ou

então ligá-la quimicamente às paredes (fase ligada).

A capacidade de processamento de amostra das colunas capilares é menor que

aquela das empacotadas. Dependendo da coluna, ela pode ser saturada com

quantidades tão pequenas quanto 0,001 µl de amostra. Como a injeção direta de volumes

de amostra desta ordem de grandeza é inviável, deve-se recorrer ao artifício da divisão de

amostra na injeção. Porém, o uso de divisão de amostra apresenta alguns

inconvenientes. É difícil ajustar reprodutivelmente a razão de divisão (fração da amostra

injetada que entra na coluna), o que pode acarretar erros na análise quantitativa. Além

12

disso, amostras contendo constituintes com volatilidades muito diferentes podem ser

alteradas pela divisão: a fração da amostra que realmente vai para a coluna fica

enriquecida com os componentes menos voláteis.

Dada a grande eficiência das colunas capilares, podem ser realizadas separações

de misturas extremamente complexas: frações de petróleo, essências, amostras

biológicas, etc. No caso específico de análises de interesse ambiental (poluentes em

águas e ar, por exemplo), é quase que obrigatório o seu uso. A tendência atual é que a

maioria das análises seja feita com o uso de colunas capilares. Isto não significa que as

colunas empacotadas estão sendo abandonadas, porém o seu uso deve ficar restrito à

aplicações específicas.

2.2.3 Detectores

O detector é um dispositivo que indica e quantifica os componentes separados pela

coluna. Um grande número de detectores tem sido descritos e usados em CG. Existem,

entretanto, algumas características básicas comuns para descrever seu desempenho:

- Seletividade. Alguns detectores apresentam resposta para qualquer substância

diferente do gás de arraste que passe por ele. Estes são os chamados detectores

universais. Por outro lado, existem detectores que respondem somente a compostos que

contenham um determinado elemento químico em sua estrutura, que são os detectores

específicos. Entre estes dois extremos, alguns detectores respondem a certas classes de

compostos (detectores seletivos).

- Ruído. São os desvios e oscilações na linha de base (sinal do detector quando só

passa o gás de arraste). Pode ser causado por problemas eletrônicos, impurezas e

sujeiras nos gases e no detector, etc. Por melhor que seja o funcionamento do sistema,

sempre existe ruído.

- Tipo de Resposta. Alguns detectores apresentam um sinal que é proporcional à

concentração do soluto no gás de arraste; em outros, o sinal é proporcional à taxa de

entrada de massa do soluto no detector. Isto depende do mecanismo de funcionamento

de cada detector.

- Quantidade Mínima Detectável (QMD). É a quantidade de amostra mínima para

gerar um sinal duas vezes mais intenso que o ruído. É uma característica intrínseca do

detector. Quanto menor a QMD, mais sensível o detector.

- Fator de Resposta. É a intensidade de sinal gerado por uma determinada massa

de soluto, que depende do detector e do composto estudado. Pode ser visualizado como

13

a inclinação da reta que correlaciona o sinal com a massa de um soluto (curva de

calibração). Quanto maior o fator de resposta, mais confiável a análise quantitativa.

- Faixa Linear Dinâmica. É a razão entre a menor e a maior massa entre as quais o

fator de resposta de um detector para um soluto é constante, isto é, onde a curva de

calibração é linear. Os dois detectores mais significativos em CG são o TCD (Thermal

Conductivity Detector) ou Detector por Condutividade Térmica (DCT) e o FID (Flame

Ionization Detector) ou Detector por Ionização em Chama (DIC).

2.2.3.1 Detector por Condutividade Térmica

O funcionamento do DCT é baseado no fato de que a velocidade de perda de calor

de um corpo quente para um corpo mais frio é proporcional, dentre outros fatores, à

condutividade térmica do gás que separa estes corpos. Um filamento metálico muito fino

(de W, Au ou liga W-Re) é aquecido pela passagem de uma corrente elétrica constante.

Este filamento fica montado dentro de um orifício em um bloco metálico (cela), aquecido à

uma temperatura mais baixa que aquela do filamento, por onde o gás de arraste

proveniente da coluna passa continuamente (Figura 3). Enquanto passar gás de arraste

puro pela cela, a taxa de perda de calor do filamento para o bloco é constante e a

temperatura do filamento não varia. Quando um componente é eluido da coluna, ele sai

misturado com o gás de arraste e passa pelo detector. Se a condutividade desta mistura

for diferente daquela do gás de arraste puro, o filamento passa a perder calor para o bloco

numa taxa diferente daquela do equilíbrio. Por exemplo, se a taxa de perda de calor

diminuir, o filamento se aquece quando a amostra é eluida. O aquecimento do filamento

causa uma variação na sua resistência elétrica e a resistividade de um metal aumenta

com a temperatura. O filamento é montado em um circuito de ponte de Wheatstone, que

converte a variação na resistência elétrica do filamento numa variação de voltagem, que é

coletada em um registrador gerando o cromatograma.

Figura 3 - Cela de um detector de condutividade térmica.

14

O DCT é um detector universal, sensível à concentração do soluto no gás de

arraste. Geralmente, quando se usa DCT, o gás de arraste é He ou H2. Pelo fato destes

gases terem condutividades térmicas altíssimas, as misturas gás de arraste mais o soluto

sempre terão condutividades térmicas menores que a do gás de arraste puro, o que

impede sinais negativos, além de se obter maiores fatores de resposta.

Entretanto, ele é considerado um detector pouco sensível. A QMD de um modelo

moderno, para propano, é de 400 pg/ml de gás de arraste, com faixa linear de 106.

Apesar disso, o fato de ser universal, barato e de operação simples, o faz extremamente

útil para análises que não necessitem de alta sensibilidade.

2.2.3.2 Detector por ionização de chama

Durante a queima de um composto orgânico, são formados diversos íons e como

consequência, a chama resultante torna-se condutora de eletricidade. O funcionamento

do DIC baseia-se neste fenômeno. O gás de arraste saindo da coluna cromatográfica é

misturado com H2 e queimado com ar ou O2. A chama resultante fica contida entre dois

eletrodos, polarizados por uma voltagem constante (Figura 4). Como a chama de H2

forma poucos íons, ela é um mau condutor elétrico e quase nenhuma corrente passa

entre os eletrodos. Ao eluir um composto orgânico, ele é queimado e são formados íons

na chama, que passa a conduzir corrente elétrica. A corrente elétrica resultante, da ordem

de pA, é amplificada e constitui o sinal cromatográfico.

Figura 4 - Cela de um detector por ionização de chama.

Quase todos compostos orgânicos podem ser detectados pelo DIC. Apenas

substâncias não inflamáveis (CCl4, H2O) ou algumas poucas que não formam íons na

15

chama (HCOOH) não dão sinal. Assim, ele é um detector praticamente universal. De um

modo geral, quanto ligações C-H tiver o composto, maior a sua resposta (maior

sensibilidade).

Ele é muito mais sensível que o DCT, pois dependendo do composto, podem ser

detectados entre 10 pg e 400 pg, com faixa linear dinâmica de 107. Provavelmente é o

detector mais usado em CG.

A CG é uma técnica eminentemente quantitativa. O princípio básico da

quantificação é que a área dos picos registradas no cromatograma é proporcional à

massa do composto injetada. Assim, é fundamental para a confiabilidade da análise que a

área dos picos seja medida a mais exata e reprodutível possível. Existem vários modos

de se medir a área de um pico cromatográfico

- Técnicas Manuais. Quando o cromatograma é coletado por um registrador

analógico, usualmente a área dos picos é medida manualmente. O procedimento mais

empregado consiste em supor que o pico cromatográfico se aproxima de um triângulo

isósceles. Mede-se a altura do pico (h) e a sua largura de base (wb) ou à meia-altura (wh),

e calcula-se a área pelas fórmulas usadas para cálculo de área de triângulo:

ou

A conveniência de se usar uma ou outra forma depende da largura do pico, da

assimetria, etc. Pode-se também substituir a área pela altura do pico. Isto só é possível

para picos estreitos e simétricos.

- Integradores Eletrônicos. Integradores são dispositivos baseados em

microprocessadores que coletam o sinal cromatográfico, digitalizam-no (transformam o

sinal elétrico em números), detectam a presença de picos e calculam a sua área.

Integradores são muito mais precisos e rápidos que qualquer método manual de medida,

desde que empregados convenientemente. Embora sejam dispositivos caros, quando é

necessária rapidez na produção de resultados, o seu uso é quase mandatório.

- Computadores. O integrador pode ser substituído por um computador, desde que

este tenha um dispositivo para converter o sinal elétrico em números que possam ser

guardados em memória (conversor analógico-digital), e se disponha de programas

adequados para fazer a análise do cromatograma digitalizado. O custo de um computador

com os acessórios necessários para coletar e analisar cromatogramas é, via de regra,

16

inferior ao de um bom integrador. Além disso, com um software e operação adequada,

pode fornecer resultados mais confiáveis que este último.

Qualquer que seja o modo usado para medir a área dos picos, o procedimento

geral de uma análise quantitativa por CG envolve a obtenção do cromatograma da

amostra, a medida da área dos picos de interesse e o cálculo da massa correspondente a

cada um dos picos. Este cálculo deve ser feito empregando uma curva de calibração: um

gráfico correlacionando a área do pico com a massa do composto. A curva de calibração

é obtida analisando padrões contendo massas conhecidas dos compostos a serem

quantificados. Para cada substância, deve ser feita uma curva de calibração própria, já

que cada composto responde de maneira diferente ao detector.

O esquema geral proposto acima é chamado de padronização externa. Como é

muito difícil conseguir boa reprodutibilidade entre injeções diferentes, ele é muitas vezes

sujeito à grande imprecisão e inexatidão. Para contornar este problema, pode-se usar a

chamada padronização interna, onde a cada solução a ser injetada adiciona-se uma

quantidade exatamente igual de um composto que seja separável dos componentes da

amostra, e que não exista nela (padrão interno). Como para todas as soluções, tanto das

amostras como dos padrões existe a mesma massa do padrão interno, a área do seu pico

deverá ser a mesma. Este fato faz com que este pico possa ser usado para corrigir a área

dos picos dos constituintes da amostra e dos padrões, eliminando-se, pelo menos

parcialmente muitas deficiências da injeção.

17

Anexos

Cromatogramas (cromatografia gasosa)

18