A Cromatografia Gasosa é uma técnica analítica utilizada para a separação e quantificação de compostos químicos voláteis e termicamente estáveis, porque submetemos os analitos às altas temperaturas. Por isso, trata-se de uma técnica alternativa à Cromatografia Líquida ou HPLC.

Em resumo, é uma técnica mais simples e com melhor capacidade para a separação adequada dos constituintes voláteis da amostra.

Portanto, o cromatógrafo gasoso deve fazer parte do seu laboratório! Veja agora o porquê e como funciona a Cromatografia Gasosa!

O que é e como funciona a Cromatografia Gasosa?

“A princípio, o objetivo da cromatografia é separar individualmente os diversos constituintes de uma mistura de substâncias, seja para identificação, quantificação ou obtenção da substância pura.” (Prof. Ayrton Argenton – Curso de Cromatografia a Gás)

A Cromatografia Gasosa, conhecida como GC (Gas Chromatography), se trata de uma técnica analítica utilizada para a determinação da composição de uma amostra. E portanto, pode-se utilizar uma variedade de gases como fase móvel que dependem das características físico-químicas da amostra e de outros componentes do cromatógrafo gasoso.

Ao injetar-se a amostra, gasosa ou líquida volatizada, o gás de arraste é responsável por transportar até a fase estacionária (coluna cromatográfica). E por lá, as partes da amostra se distribuem entre a fase estacionária e a fase móvel.

Portanto, a separação dessas partes, saem da coluna em tempos diferentes, e os constituintes que são separados vão ser detectados pelo cromatógrafo gasoso.

Como essa técnica funciona?

É na fase estacionária que identificamos os dois mecanismos responsáveis pelas separações: adsorção e partição.

No primeiro mecanismo, a técnica é denominada Cromatografia Gás Sólido, onde o constituinte é adsorvido diretamente pelas partículas sólidas. Sendo assim, na Cromatografia Gás Sólido, as partes com diferentes constantes de adsorção são separadas.

No segundo, a técnica é denominada Cromatografia Gás Líquido, onde o líquido volátil é depositado ou quimicamente ligado a um suporte sólido. Portanto, na Cromatografia Gás Líquido, partes com diferentes constantes de partição são separadas.

Em suma, as moléculas separadas em ambos os mecanismos prosseguem na fase móvel pelo gás de arraste.

Quais amostras podem ser separadas e caracterizadas?

Inicialmente, o fluxo do gás de arraste tem como propósito carregar os analitos pelo sistema cromatográfico. Desta forma, os analitos precisam dissolver, ao menos parcialmente, nesse gás. E por isso, as substâncias devem apresentar constituintes voláteis/evaporáveis.

Basicamente, esses constituintes devem apresentar ponto de ebulição de até 300º C e serem termicamente estáveis para o GC ser aplicável.

O que é o gás de arraste?

O gás de arraste é a fase móvel no GC, carregando as partes constituintes sem interagir com a amostra. Para funcionar, ele deve ser inerte (não reagir com a amostra, fase estacionária ou a superfície dos instrumentos) e puro (isento de impurezas).

Por fim, os detectores da cromatografia gasosa requer um gás de arraste diferente que depende do tipo de sensibilidade daquele detector que está acoplado ao equipamento.

Qual é o equipamento para a Cromatografia Gasosa?

O equipamento de Cromatografia Gasosa é utilizado no laboratório, porque possui um ótimo poder de separação dos constituintes de uma mistura. Além disso, apresenta alta sensibilidade, precisando de amostras pequenas para a detecção dos componentes.

A ideia do equipamento é separar os constituintes nas fases estacionária e móvel conforme as suas constantes. Para entender melhor como isso funciona, veja o equipamento para a Cromatografia Gasosa!

Reservatório de gás

O reservatório consiste em um ou mais cilindros com gás sob alta pressão, que pode ser o nitrogênio, argônio, hélio e/ou hidrogênio. Um dos cilindros carrega as substâncias da amostra que não estão interagindo com a fase estacionária para fora da coluna.

Regulador de pressão do fluxo

Por meio do regulador, você exerce o controle manual do fluxo de gás no sistema cromatográfico. Por isso, ter um fluxo ideal é importante para uma boa resolução da amostra – comumente, utiliza-se um fluxo entre 25-125 mL de gás/minuto.

Sistema de injeção da amostra

A amostra – seja ela gás, líquido ou sólido em solução – é injetada com uma microseringa ou válvula no injetor. Ele é um vaporizador e os seus vapores são carregados para a coluna pela fase móvel ou gás de arraste.

Coluna cromatográfica

A coluna cromatográfica se trata de um tubo longo em espiral onde se encontra a fase estacionária. Sendo assim, o seu material não pode interagir com a fase estacionária e a amostra.

Detectores para cromatografia gasosa

Os detectores são dispositivos que transformam as variações na composição do gás de arraste em sinais elétricos de baixa intensidade. Dessa forma, são aparelhos sensíveis às concentrações da amostra e insensíveis às variações de fluxo e temperatura.

Há 5 tipos de detectores para cromatografia gasosa:

1. Detector de condutividade térmica – utilizado em compostos orgânicos, inorgânicos e derivados do petróleo;

2. Detector por ionização em chama – utilizado exclusivamente para compostos orgânicos;

3. Detector por captura de elétrons – utilizado para compostos halogenados, aldeídos conjugados, nitrilas, nitratos e organometálicos;

4. Detector termiônico, que é o mais adequado para sais de metais alcalinos;

5. Espectrômetro de massas – utilizado para estudar a relação massa/carga e abundância relativa.

Amplificador de sinal e registrador

O sinal que é gerado pelo detector passa ser amplificado pelo amplificador. Após isso, transmite-se o sinal pelo registrador, onde os dados são transformados. E em seguida, teremos os cromatogramas.

Controle de temperatura

Por fim, há um sistema que controla a temperatura da coluna, do injetor e do detector. Sendo assim, elevamos a temperatura para vaporizar a amostra. Em contrapartida, ela não deve ser decomposta por uma temperatura alta demais!

É necessária a manutenção preventiva na Cromatografia Gasosa?

A manutenção preventiva é essencial para assegurar o bom funcionamento do cromatógrafo gasoso, porque devido ao uso constante, é comum o desgastes de alguns componentes elétricos, placas, selos e de outras partes.

Sendo assim, essa manutenção realiza a limpeza do instrumento e também medições e inspeções das placas eletrônicas.

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Quais são as aplicações da Cromatografia Gasosa?

As principais aplicações da técnica de Cromatografia Gasosa são:

— Controle de poluição ambiental no ar, na água e no solo;

— Análise de matérias-primas, produtos em processos e produtos finais nas indústrias farmacêuticas e químicas;

— Controle terapêutico de certas drogas;

— Análise de adulteração, contaminação e decomposição de alimentos.

Em suma, são diversos os usos da Cromatografia Gasosa em um laboratório – basta adotar a técnica no que for mais necessário agora!