cromatografia

cromatografia

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1. Definição 2. Histórico 3. Classificação 3.a. Planar vs coluna 3.b. Modos de desenvolvimento 3.c. Mecanismos de separação 4. Coeficiente de partição 5. Fator de retenção, k 6. Fator de separação, α 7. Teoria cinética versusTeoria dos pratos 8. Seqüência de eventos (pratos)

9. Eficiência da coluna, N e H 9.a. Gaussiana 10. Alargamento das bandas 10.a. Equação de van Deemter 10.b. Efeitos extra coluna

1. Resolução; Rs em função das condições

A cromatografia é um método físico-químico que permite a separação de componentes de uma mistura, através da distribuição destes componentes em duas fases, que estão em contato íntimo.

Em todas as separações cromatográficas, a amostra é dissolvida numa fase móvel(líquido, gás ou fluido supercrítico). A fase móvel é então forçada através de uma fase imiscível, faseestacionária, a qual é fixa na coluna ou em uma superfície sólida.

Os componentes que são fortemente retidos pela fase estacionária movem devagar com o fluxo da fase móvel. Em contraste, os componentes que interagem fracamente com a fase estacionária movem mais rapidamente. Como conseqüência dessas migrações diferenciadas, os vários componentes da mistura se separam em bandas discretas e podem ser analisados qualitativamente ou quantitativamente.

HISTÓRICO - primórdios

Processos envolvendo migração diferencial já eram conhecidos.

Paralelo ao trabalho de Tswett, REED, na Inglaterra, e DAY, nos Estados Unidos, aplicaram colunas contendo sólidospara a separação de sais orgânicos e amostras de petróleo, respectivamente.

Antes disso, RUNGEdescreveu os “desenhos” feitos por misturas de sais e por tintas que foram colocadas no centro de um papelde filtro e depois espalhadas pela passagem de um solvente, enquanto SCHOENBEINfez experiências similares com tiras de papel mergulhadas em solventes.

O uso de sólidos de camada delgada sobre vidro, no lugar de papel, para o desenvolvimento circular de misturas de sais inorgânicos foi experimentado por BEYERINCK, em 1889.

HISTÓRICO–início do século X

Os termos cromatografia, cromatogramae método cromatográfico são atribuídos ao botanistarusso Mikkhail SemenovichTSWETT, que em 1906 utilizou estes termos em dois trabalhos descrevendo a separação dos componentes de extratos de folhas e gema de ovo, onde usou colunas de vidro recheadascom vários sólidos finamente divididos, e arrastou os componentes com éter de petróleo. Os componentes apareciam como bandas coloridas na coluna de separação, daí o nome originário das palavras gregas chroma=cor, e graphein=escrever, embora o processo não dependa da cor, exceto para visualizar os componentes separados.

HISTÓRICO – época moderna

A época moderna da cromatografia foi iniciada na década de 30.

KUHN e LEDERERredescobriame aperfeiçoavam a cromatografia de coluna, repetindo as experiências de Tswett, separando e identificando as xantofilas da gema do ovo, usando uma coluna recheada com carbonato de cálcio pulverizado e éter de petróleo como fase móvel.

HISTÓRICO–década de 1940

1941:MARTIN e SYNGE (prêmio Nobel de 1952) descreveram a cromatografia por partição(cromatografia líquido/líquido), aplicaram o conceito de altura equivalente a um prato teórico à cromatografia, e anteciparam o surgimento de duas cromatografias: a gasosa, e a de alta eficiência. MARTIN, CONSDEN e GORDON: reintroduzirama cromatografia de papel; MARTIN e HOWARD: desenvolveram a cromatografia líquida defase reversa; MARTIN e JAMES: atualizaram a cromatografia gás/líquido.

Outros eventos importantes: 1938:IZMAÏLOV e SCHRAÏBERreintroduzirama cromatografia de camada delgadapara a análise de produtos farmacêuticos, mas não foi usada até o desenvolvimento, por KIRCHNERe col., do método de de aderir o sólido ao suporte, e por STAHL, do método de preparar as placas com reprodutibilidade.

HISTÓRICO–década de 1940

1941:HESSEdescreveu pela primeira vez a cromatografia gás/sólido, na separação de ácidos graxos, a 100°C, arrastando-os sobre sílica, com dióxido de carbono.

CREMER e PRIOR: primeiros a descrever umcromatógrafoa gás completo.

PRETORIUS e col., e McWILLIANSe DEWAR: detector por ionização em chama, ampliando a sensibilidade do método cromatográfico.

GOLAY: introdução das colunas capilares, tornando GC o método analítico mais usado no mundo (o número de cromatógrafos atualmente em uso no mundo é estimado em 200.0).

HISTÓRICO–anos 50

1951:LERMAN e col.realizaram as primeiras experiências em cromatografia por bioafinidade, separarandoanticorpos em coluna recheada com celulose, contendo antígenos apropriados. ANFINSEN e col.aperfeiçoaram a técnica com o uso de gel de dextrano contendo grupos específicos quimicamente ligados.

ADAMS e HOLMES: síntese das primeiras resinas de troca iônica, baseadas e, fenile formaldeidopara cátions.

COHNutilizou resinas de poliestireno-divinilbenzeno, para a separação de aminoácidos, e MOORE e STEINaperfeiçoaram o método utilizando bombas peristálticaspara empurrar a fase móvel e um fotômetropara a detecção (derivatizaçãopós-coluna dos a com ninidrina). 1959:HAMILTON e ANDREWSmodificaram o sistema para análises de a, introduzindo a bomba tipo pistão, similar às usadas hoje na cromatografia líquida de alta eficiência.

HISTÓRICO–anos 60

KARR e col., JENTOFT e GOUW, HUBER e HULSMAN, SNYDER, KIRKLANDaperfeiçoaram os sistemas de bombeamento e detecção para cromatografia líquida, operando a fase móvel sob pressão, e com métodos de detecção sensíveis, possibilitaram análises de rapidez comparável às da cromatografia gasosa.

HALASZ e HORVATH: desenvolvimento dos enchimentos para cromatografia líquida, inicialmente com os peliculares (partículas superficialmente porosas), e posteriormente as partículas completamente porosas de pequeno diâmetro (10, 5 e 3 µm). NICKLESS e col.desenvolvem as fases estacionárias contendo grupos alquila quimicamente ligadosao suporte permitindo a aplicação da cromatografia por fase reversa, SCOTT e NOVOTNY, introduziram as columasde pequeno diâmetro (as “microbores” e capilares recheadas).

HISTÓRICO–anos 60

1962:KLESPER, seguido por GOUW e JENTOFTutilizaram com sucesso um fluido supercríticocomo fase móvel em um cromatógrafoa gás modificado. Somente em 1983, o primeiro instrumento para SCF foi comercializado.

PORATH e FLODIN: introduziram a cromatografia por exclusão como o desenvolvimento do gel de dextranoentrecruzado.

lista de 12 prêmios Nobel, de 1937 a 1972 trabalhos envolvendo cromatografia

Vários critérios são usados para a classificação das diferentes modalidades de cromatografia; em geral são relacionados com a técnica empregada, o mecanismo de separação e o tipo de fases utilizado.

A forma físicado sistema define a técnica: a fase estacionária pode ser colocada em um tubo cilíndrico (cromatografia em coluna), ou disposta sobre uma superfície planar (cromatografia planar).

CP CCD CCD CGL CGS CGFL CSS CSFL CLL CLS CE CLFL CTI CB F2 F1 F1/F2 F2 F1 F1/F2 F1 F1/F2 F2 F1 M F1/F2 Q Q linha de partida da fase móvel linha de chegada da fase móvel profundidade da fase móvel amostra é continuamente aplicada à coluna; torna-sesaturada em relaçãoa um dado componente, que é então eluído, inicialmente na forma pura,depois em mistura preparativa; aplicação única fase móveltem maior afinidade pela coluna e desloca componente da amostra de menor afinidade; cada componente funciona como deslocador do seguinte analítica; aplicação única

CLÁSSICA:colunas de vidro, sob pressão atmosférica, vazão da fase móvel por ação da gravidade

ALTA EFICIÊNCIA:colunas metálicas, ou capilares, sob pressões elevadas

FASE NORMAL: fase estacionária polar, fase móvel apolar

FASE REVERSA:(inverso) fase estacionária apolar, fase móvel polar

MECANISMOS DE SEPARAÇÃO físicos

ADSORÇÃOPARTIÇÃO

MECANISMOS DE SEPARAÇÃO químicos

TROCA IÔNICABIOAFINIDADE

MECANISMOS DE SEPARAÇÃO mecânicos

COEFICIENTE DE PARTIÇÃO, K Amóvel Aestacionária isoterma de distribuição cromatografia linear

L v = t

L u = t velocidade linear média do solutovelocidade linear média da fase móvel v = u x fração de tempo do soluto na fase móvel moles do soluto na fase móvel v = u x número total de moles

v = u= u

C V 1 CV+ CV1 + CV/ CV

FATOR DE RETENÇÃO, k

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