CROMATOGRAFIA GASOSA CG Fases Estacionrias Detectores para CG

CROMATOGRAFIA GASOSA CG Fases Estacionárias Detectores para CG Estudo de caso Otimização de extração de analitos usando a técnica de Purge and Trap

FASE ESTACIONÁRIA PARA CG Sólida Cromatografia Gás-Sólido (CGS) Líquida Cromatografia Gás-Líquido (CGL) Em CG a FE pode ser: 2

FASE ESTACIONÁRIA EMPACOTADA = 3 a 6 mm L = 0, 5 m a 5 m Recheada com sólido pulverizado (FE sólida ou FE líquida depositada sobre as partículas do recheio) CAPILAR = 0, 1 a 0, 5 mm L = 5 m a 100 m Paredes internas recobertas com um filme fino ( m) de FE líquida ou sólida 3

F. E. CONCEITOS GERAIS LÍQUIDOS Depositados sobre a superfície de: sólidos porosos inertes (colunas empacotadas) ou de tubos finos de materiais inertes (colunas capilares) FE líquida SUPORTE Sólido inerte poroso Tubo capilar de material inerte Para minimizar a perda de FE líquida por volatilização, normalmente ela é: Entrecruzada: as cadeias poliméricas são quimicamente ligadas entre si Quimicamente ligadas: as cadeias poliméricas são “presas” ao suporte por ligações químicas SÓLIDOS Colunas recheadas com material finamente granulado (empacotadas) ou depositado sobre a superfície interna do tubo (capilar) 4

FASES ESTACIONÁRIAS Características de uma FE ideal SELETIVA Deve interagir diferencialmente com os componentes da amostra. FE Seletiva: separação adequada dos constituintes da amostra FE pouco Seletiva: má resolução mesmo com coluna de boa eficiência Regra geral: a FE deve ter características tanto quanto possível próximas dos solutos a serem separados (polar, aromático. . . ) 5

FASES ESTACIONÁRIAS Características de uma FE ideal AMPLA FAIXA DE TEMPERATURAS DE USO Maior flexibilidade na otimização da separação. BOA ESTABILIDADE QUÍMICA E TÉRMICA Maior durabilidade da coluna, não reage componentes da amostra POUCO VISCOSA Colunas mais eficientes (menor resistência à transferência do analito entre fases) DISPONÍVEL EM ELEVADO GRAU DE PUREZA Colunas reprodutíveis; ausência de picos “fantasma” nos cromatogramas. 6

Colunas Recheadas Definições Básicas Tubo de material inerte recheado com FE sólida granulada ou FE líquida depositada sobre suporte sólido. MATERIAL DO TUBO aço inox vidro pirex níquel TEFLON ø = 3 mm a 6 mm L = 0, 5 m a 5 m MESH Granulometria do recheio 60 - 80 mesh 80 - 100 mesh 100 - 120 mesh 7

COLUNAS EMPACOTADAS Suporte A FE líquida deve ser disposta sobre um SUPORTE sólido Área superficial entre 0, 5 e 10 m 2. g-1 Microporos regulares (~ 1 m) NÃO interagir com a amostra Boa resistência mecânica Uso quase universal: TERRA DIATOMÁCEA secagem Esqueletos fósseis (Si. O 2 + calcinação fusão com soda óxidos metálicos) de lavagem com ácido algas microscópicas silanização Chromosorb Anachrom Supelcoport 8

FASES ESTACIONÁRIAS SÓLIDAS O fenômemo físico-químico responsável pela interação analito + FE sólida é a ADSORÇÃO A adsorção ocorre na interface entre o gás de arraste e a FE sólida Sólidos com grandes áreas superficiais (partículas finas, poros) ADSORÇÃO Solutos polares Sólidos com grande número de sítios ativos (hidroxilas, pares de eletrons. . . ) 9

FASES ESTACIONÁRIAS FE Sólidas Características Gerais: - Sólidos finamente granulados (diâmetros de partículas típicos de 105 µm a 420 µm). - Grandes áreas superficiais (até 102 m 2/g). Mais usados: Polímeros Porosos Porapak (copolímero estireno-divi-nilbenzeno), Tenax (polióxido de difenileno) Sólidos Inorgânicos Carboplot, Carboxen (carvões ativos grafitizados), Alumina, Peneira Molecular (argila microporosa) Principais Aplicações: - Separação de gases fixos - Compostos leves - Séries homólogas GASES DE REFINARIA Coluna: Carboxen-1000 60 -80 mesh; 15’ x 1/8” TCOL: 35 o. C a 225 o. C / 20 o. C. min-1 Gás de Arraste: He @ 30 ml. min-1 Detector: TCD 10

FASES ESTACIONÁRIAS LÍQUIDAS O fenômeno físico-químico responsável pela separação cromatográfica é o equilíbrio dinâmico entre o analito na fase móvel e na fase estacionária FE Gás de arraste Equilíbrio de partição entre AFM e A FE O princípio “semelhante dissolve semelhante” pode ser aplicado. Separação por ponto de ebulição Lembrando!!!! “Semelhante” refere-se à polaridade entre analito e FE 11

FASES ESTACIONÁRIAS FE Líquidas Características Gerais: - Líquido imobilizado em uma coluna cromatográfica Principais Aplicações: - Separação de compostos orgânicos - Séries homólogas 12

TIPOS DE FASE ESTACIONÁRIA Fases estacionárias utlizadas: • Parafinas – apolares • Poliglicóis – polares • Poliésteres – polares • Silicones – cobrem ampla faixa de polaridade 13

FASES ESTACIONÁRIAS SÓLIDAS MAIS COMUNS Estrutura química Classificação Aplicações Separação por ponto de ebulição (solventes, Derivados de petróleo e farmacêuticos. 100 % dimetil siloxano Não polar 95 % dimetil, 5 % fenil 86 % dimetil, 7 % fenil, 7 % cianopropil Separação por ponto de ebulição (aromáticos, Flavorizantes, hidrocarbonetos aromáticos. Polaridade intermediária 50 % dimetil, 25 % fenil, 25 % cianopropil 100 % cianopropil Polietilenoglicol Pesticidas e Álcoois Triglicerídeos e éster de ftalato Polar Éster metílico de ácido graxo, Carboidratos Aromas, metil éster de ácido graxo, Ácidos e Aminas 14

FASES ESTACIONÁRIAS FE Líquidas: Aplicações Separação de pesticidas - FE = 100 % PDMS 1 - TCNB 2 - Dichloram 3 - Lindano 4 - PCNB 5 - Pentacloroanilina 6 - Ronilano 7 - Antor 8 - pp’-DDE 9 - Rovral 10 - Cypermetrin 11 - Decametrin 17 min Coluna: CP-Sil 5 (25 m x 0, 32 mm x 0, 12 mm) TCOL: 195 o. C (6, 5 min) / 195 o. C a 275 o. C (10 o. C. min-1) Gás de Arraste: He @ 35 cm. min-1 Detector: FID Amostra: 2 m. L de solução dos pesticidas “on-column” 15

FASES ESTACIONÁRIAS FE Líquidas: Aplicações Separação de piridinas - FE = 100 % CNpropilsilicone 1 - piridina 2 - 2 -metilpiridina 3 - 2, 6 -dimetilpiridina 4 - 2 -etilpiridina 5 - 3 -metilpiridina 6 - 4 -metilpiridina 3 min Coluna: CP-Sil 43 CB (10 m x 0, 10 mm x 0, 2 mm) TCOL: 110 o. C (isotérmico) Gás de Arraste: N 2 (16 cm min-1 Detector: FID Amostra: 0, 1 m. L de solução 1 -2% das piridinas em 3 -metilpiridina 16

FASES ESTACIONÁRIAS FE Quirais Separação de isômeros óticos: PRODUTOS BIOLÓGICOS Distinção entre pro-dutos de origem sintética e natural (natural = normalmente substâncias oticamente puras; sintético = muitas vezes são misturas racêmicas). FÁRMACOS Em muitos fármacos apenas um dos isômeros óticos têm atividade farmacológica. Propriedades físico-químicas de isômeros óticos são MUITO SIMILARES FE convencionais não interagem diferencialmente com isômeros óticos Separação de misturas de isômeros óticos só é possível com FE oticamente ativas = FE Quirais 17

FASES ESTACIONÁRIAS FE Quirais FE oticamente ativas mais importantes: Derivados de aminoácidos: Misturas de compostos formadores de pontes de hidrogênio. Chiralsil-Val Organometálicos: Separação de enantiômeros formadores de complexos. / 2 Chiralsil-Metal 18

FASES ESTACIONÁRIAS FE Quirais Derivados de ciclodextrinas alquiladas: b-ciclodextrina: oligosacarídeo cíclico quiral Chiralsil-Dex - Introduzidas em 1983 - Quando ligadas a cadeias de polisiloxano: uso extremamente favorável como FE líquida (viscosidade baixa, estabilidade. . . ) - Podem ser quimicamente imobilizadas nas colunas - Colunas disponíveis comercialmente 19

FASES ESTACIONÁRIAS FE Quirais: Aplicações Óleo essencial artificial de limão: separação de terpenos primários 1 - (+/-) a-pineno 2 - sabineno 3 - (+/-) b-pineno 4 - (+/-) limoneno Coluna: Rt-ßDEXsm (30 m x 0. 32 mm x 0. 25 µm) TCOL: 1 min a 40°C / 2°C min-1 / 3 min a 200°C Gás de Arraste: H 2 (80 cm min-1) Detector: FID 20

FASES ESTACIONÁRIAS FE Quirais: Aplicações Aroma de bergamota: distinção entre aroma natural e artificial Óleo essencial natural Essência artificial Coluna: Rt-ßDEXse (30 m x 0. 32 mm x 0. 25 µm) TCOL: 1 min a 40°C / 4°C min-1 / 200°C Gás de Arraste: He (80 cm min-1) Detector: MS 21

FASES ESTACIONÁRIAS FE Quirais: Aplicações Anfetaminas: resolução dos isômeros Coluna: Rt-ßDEXcst (30 m x 0. 25 mm x 0. 25 µm) TCOL: 1 min a 120°C / 1, 5°C min-1 / 3 min a 175°C Gás de Arraste: He (25 cm min-1) Detector: MS 22

CARACTERÍSTICAS DAS COLUNAS CAPILARES EMPACOTAMENTO Diâmetro 0. 10 a 0. 50 mm 3 a 6 mm Comprimento 5 a 100 m 0. 5 a 5 m Material Vidro, aço Vidro ou metal Fase estacionária (FE) É depositada como filme, aplicado diretamente às paredes do tubo É depositada como filme, sobre partículas de um suporte adequado 23

VANTAGENS DESVANTAGENS • Se o material de enchimento não for • Maior capacidade de carga colocado na coluna de forma compacta e uniforme, os espaços vazios resultantes funcionarão como câmaras de diluição da amostra. • Maior quantidade de amostra • Menor eficiência • Mais econômica Empacotadas • Análise mais lenta • Maior comprimento Capilares (maior eficiência) • Separação de misturas complexas • Análise mais rápida • Maior separação • Capacidade de processamento da amostra inferior. Satura rapidamente. • Menor quantidade de amostra (técnicas de pré – concentração) 24

Injeção em CG Baixa capacidade de processamento de amostra (sub-microlitro) Injeção direta com microseringa muito difícil !!! Injetores com divisão (“splitters”) Sistema pneumático despreza fração da amostra injetada 1 2 3 4 5 1 - Septo; 2 - Entrada de gás de arraste; 3 - “Liner” (misturador); 4 - Coluna Capilar 5 - Purga de gás de arraste; 6 - Válvula de controle de purga. 6 - Menor sensibilidade (boa parte da amostra é desprezada) - Divisão da amostra raramente é uniforme (fração purgada dos constituintes menos voláteis é sempre menor) - Ajuste da razão de divisão é mais uma fonte de erros 25

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INSTRUMENTAÇÃO Dispositivos de Injeção de Amostra Os dispositivos para injeção (INJETORES ou VAPORIZADORES) devem prover meios de introdução INSTANT NEA da amostra na coluna cromatográfica Injeção instantânea: t = 0 t = x Injeção lenta: t = 0 t = x 30

DETECTORES Definições Gerais Dispositivos que geram um sinal elétrico proporcional à quantidade eluida de um analito ~ 60 detectores já usados em CG ~ 15 equipam cromatógrafos comerciais 4 respondem pela maior parte das aplicações DCT TCD Detector por Condutividade Térmica DIC FID Detector por Ionização em Chama DCE ECD Detector por Captura de Eletrons EM MS Detector Espectrométrico de Massas 31

DETECTORES Classificação UNIVERSAIS: Geram sinal para qualquer substância eluida. SELETIVOS: Detectam apenas substâncias com determinada propriedade físico-química. ESPECÍFICOS: Detectam substâncias que possuam determinado elemento ou grupo funcional em suas estruturas 32

DETECTORES Detector por Condutividade Térmica PRINCÍPIO Variação na condutividade térmica do gás quando da eluição de um analito. Cela de Detecção do DCT: i 1 Bloco metálico (aço) 5 3 2 Entrada de gás de arraste 3 Saída de gás de arraste 4 Filamento metálico aquecido 4 2 1 5 Alimentação de corrente elétrica para aquecimento do filamento 33

DETECTORES Características Operacionais do DCT SELETIVIDADE Observa-se sinal para qualquer subs-tância eluida diferente do gás de arraste = UNIVERSAL SENSIBILIDADE / LINEARIDADE Dependendo da configuração particular e do analito: QMD = 0, 4 ng a 1 ng com linearidade de 104 (ng - dezenas de g) VAZÃO DE GÁS DE ARRASTE O sinal é proporcional à concentração do analito no gás de arraste que passa pela cela de amostra. Fc = 0 VAZÃO DE GÁS DE ARRASTE CONSTANTE DURANTE A ELUIÇÃO VARIAÇÃO DA VAZÃO DE GÁS DE ARRASTE DURANTE A ELUIÇÃO Com DCT, a área dos picos cromatográficos é MUITO dependente da vazão do 34 gás de arraste !!!

DETECTORES Características Operacionais do DCT NATUREZA DO GÁS DE ARRASTE Quanto maior a diferença Dl entre a condutividade térmica do gás de arraste puro, l. A, e do analito, l. X, maior a resposta. QUANTO MENOR A MASSA MOLECULAR DO GÁS DE ARRASTE, MAIOR A RESPOSTA Gás de arraste com DCT: He ou H 2 2 1 outro gás 1 2 Usando He ou H 2 como gás de arraste, Dl é maximizado: MAIOR RESPOSTA Com outros gases, eventualmente 2 l > l : PICOS NEGATIVOS X A 1 35

DETECTORES Características Operacionais do DCT FATORES DE RESPOSTA Quanto menor a condutividade térmica do analito, maior o sinal. Os fatores de resposta dependem da condutividade térmica do analito Quantidades iguais de substâncias diferentes geram picos cromatográficos com áreas diferentes !!! l. X Mistura de quantidades equimolares de: Etano l = 17, 5 Clorofórmio l = 6, 0 Etanol l = 12, 7 Dl CHCl 3 C 2 H 5 OH C 2 H 6 36

DETECTORES DCT: Aplicações 1) Separação e quantificação de compostos que não geram sinal em outros detectores (gases nobres, gases fixos) Separação de Gases Fixos e Hidrocarbonetos: Gás de Arraste: He em 3 m. L min-1 TCOL: 40°C Detector: DCT 1 N 2 2 CH 4 3 CO 2 4 n-C 2 5 NH 3 6 n-C 3 7 i-C 4 8 n-C 4 2) Por ser um detector não-destrutivo, pode ser usado em CG preparativa ou detecção sequencial com dois detectores em “tandem” 37

DETECTORES Detector por Ionização em Chama PRINCÍPIO Formação de íons quando um composto é queimado em uma chama de hidrogênio e oxigênio O efluente da coluna é misturado com H 2 e O 2 e queimado. Como numa chama de H 2 + O 2 não existem íons, ela não conduz corrente elétrica. Quando um composto orgânico elui, ele também é queimado. Como na sua queima são formados íons, a chama passa a conduzir corrente elétrica 38

DETECTORES Características Operacionais do DIC SELETIVIDADE Seletivo para substâncias que contém ligações C-H em sua estrutura química. (como virtualmente todas as substâncias analizáveis por CG são orgânicas, na prática o DIC é UNIVERSAL) Compostos que NÃO produzem resposta no DIC: Gases nobres H 2, O 2, N 2 CO, CO 2, CS 2 CCl 4, DIC DCT NH 3, Nx. Oy Si. X 4 (X = halogênio) H 2 O HCOOH, HCHO * CH 4 CO 2 N 2 SENSIBILIDADE / LINEARIDADE QMD típicas = 10 pg a 100 pg com linearidade entre 107 e 108 (pg a mg) 39

DETECTORES Detector por Captura de Eletrons PRINCÍPIO Supressão de um fluxo de eletrons lentos (termais) causada pela sua absorção por espécies eletrofílicas Um fluxo contínuo de eletrons lentos é estabelecido entre um anôdo (fonte radioativa b -emissora) e um catodo. Na passagem de uma substância eletrofílica alguns eletrons são absorvidos, resultando uma supressão de corrente elétrica. 40

DETECTORES Detector por Captura de Eletrons 1 2 3 4 5 1 Anôdo (fonte radioativa b - emissora) 2 Saída de gases 3 Catodo 4 Cavidade 5 Coluna cromatográfica 41

DETECTORES Características Operacionais do DCE SENSIBILIDADE / LINEARIDADE QMD = 0, 01 pg a 1 pg (organoclorados), linearidade ~ 104 (pg a ng) 10 fg Lindano (C 6 H 6) m-ECD HP-6890 ~250 fg cada analito PESTICIDAS 1 tetracloro-m-xileno 2 a - BHC 3 Lindano 4 Heptachlor 5 Endosulfan 6 Dieldrin 7 Endrin 8 DDD 9 DDT 10 Metoxychlor 10 decaclorobifenila O DCE É O DETECTOR PREFERENCIAL PARA ANÁLISES DE TRAÇOS DE ORGANOALOGENADOS E SIMILARES 42

DETECTORES DCE: Aplicações Contaminantes em ar atmosférico - detecção paralela DIC + DCE DIC DCE 1, 2, 3 - Hidrocarbonetos aromáticos 4, 5, 6 - Hidrocarbonetos clorados 43

Espectrometria de massas - EM 44

ANÁLISE QUALITATIVA Espectrômetro de Massas 1 3 2 4 1 Câmara de Ionização Eletrons gerados por um filamento aquecido bombardeam a amostra. Os fragmentos ionizados (carga +1) são repelidos pelo eletrodo positivo e conduzidos ao separador magnético. 2 Saída de Vácuo Todo o interior do EM deve estar sob alto vácuo (natm). 3 Separador Magnético A ação do campo magnético deixa apenas íons com determinada razão Massa / Carga atravessar esta área do equipamento. 4 Detector Uma válvula fotomultiplicadora ou um fotodiodo gera um sinal elétrico proporcional ao número de íons que incide sobre o elemento. 45

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CH 3 OH + 1 elétron CH 3 OH+. + 2 elétrons 47

CH 3 OH+. (íon molecular) CH 2 OH+(íon fragmento) + H. ou CH 3 OH+. (íon molecular) CH 3+(íon fragmento) +. OH 48

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Íon molecular (M. +): Se o íon molecular aparece, ele terá a maior massa molecular do espectro, exceto isótopos) Este pico é referente a massa molecular do composto. A presença do íon molecular depende da estabilidade do composto. Duplas ligações, estruturas cíclicas e anéis aromáticos estabilizam o íon molecular e aumentam a probabilidade do aparecimento do íon. Pico base: pico de maior intensidade relativa no espectro de massas Espectro de referência: Como espectros de massa são reprodutíveis (desde que obtidos em condições iguais) há a possibilidade de se utilizar bibliotecas de massa para identificação de compostos desconhecidos. Fragmentação: Regras gerais de fragmentação existem e podem ser utilizadas para interpretação de espectros de massa de compostos desconhecidos Isótopos: ocorrem em compostos analisados por espectrometria de massas na mesma abundancia em que ocorrem na natureza. Alguns isótopos comumente encontrados em compostos orgânicos servem para auxiliar na identificação destes compostos. 50

Abundancia Isotópica relativa de elementos comuns: Isótopo Abundancia Relativa 12 C 100 13 C 1. 11 1 H 100 2 H . 016 14 N 100 15 N . 38 16 O 100 17 O . 04 18 O . 20 32 S 100 33 S . 78 34 S 4. 40 35 Cl 100 37 Cl 32. 5 79 Br 100 81 Br 98. 0 51

Br-CH 3 52

3 -Pentanol C 5 H 12 O MW = 88. 15 53

3 -Phenyl-2 -propenal C 9 H 8 O MW = 132. 16 54

Hexane C 6 H 14 MW = 86. 18 55

n-Butylamine C 4 H 11 N MW = 73. 13 56

CG-EM: Geração do Cromatograma CROMATOGRAMA DE ÍONS TOTAIS (TIC = Total Ion Chromatogram) Para cada espectro o número total de íons detectados na faixa de massas varrida é somado e plotado em função do tempo, gerando o cromatograma. MONITORAMENTO DO ÍON SELECIONADO (SIM = Single Ion Monitoring) Seleciona-se um fragmento resultante da fragmentação da espécie de interesse. Gera-se o cromatograma plotando-se o número de íond detectados com a massa desse fragmento em função do tempo. TIC SIM Universal Similar a DIC Seletivo Maior Sensibilidade 57

CG-EM: TIC x SIM TIC Aparecem os picos correspondentes a todas substâncias eluídas SIM (m/z = 149) Cromatograma construido a partir dos mesmos dados acima, mas apenas usando fragementos com massa = 149 (ftalatos: plastificante) 58

Identificação de Eluatos 1 Seleção manual ou automática do espectro de massa CONTAGENS correspondente a um eluato. CONTAG ENS MASSA / CARGA TEMPO 2 Interpretação manual do espectro e / ou com-paração automática com biblioteca de espectros padrão do equipamento. 59

Identificação de Eluatos Busca automática em bibliotecas de espectros: comparação estatística ( Probability Based Matching ) ESPECTRO DESCONHECIDO PBM BIBLIOTECA DE ESPECTROS Lista com possíveis candidatos + porcentagem de confiabilidade PBM de um eluato “desconhecido” (1 dodeceno) LIMITAÇÕES: Identificação pouco confiável de es-pectros muito simples Limitada pelo tamanho da base de dados (NIST = 66. 000 espectros) Diferenças entre espectros gerados por diversos 60 EM

ANÁLISE QUALITATIVA CG-EM: Geração do Cromatograma Espectros de massas completos coletados e arquivados em intervalos regulares de tempo Geração do cromatograma a partir dos espectros: CROMATOGRAMA DE ÍONS TOTAIS (TIC = Total Ion Chromatogram) Para cada espectro o número total de íons detectados na faixa de massas varrida é somado e plotado em função do tempo, gerando o cromatograma. MONITORAMENTO DO ÍON SELECIONADO (SIM = Single Ion Monitoring) Seleciona-se um fragmento resultante da fragmentação da espécie de interesse. Gera-se o cromatograma plotando-se o número de íons detectados com a massa desse fragmento em função do tempo. TIC SIM Universal Similar a DIC Seletivo Maior Sensibilidade 61

Como otimizar uma separação e identificar alguns problemas decorrentes em CG 62

MECANISMO DE SEPARAÇÃO Como ocorre a separação? A amostra é injetada onde é estabelecido um equilíbrio dinâmico entre os analitos na fase gasosa e a fase estacionária. Quanto maior a interção com a fase estacionária, maior será seu tempo de retenção na coluna. A ordem de eluiçao dos analitos está ligada ao seu ponto de ebulição, quanto maior, antes elui da coluna. 63

PAR METROS DE OTIMIZAÇÃO EM CG Qual (ais) analito (s) se deseja separar e analisar (amostra) Concentração esperada (grande quantidade, nível traço) (sobrecarga) Técnica de pré – concentração (SPE, SPME, Liq – Liq, purge and trap) Tipo de detector Temperatura do injetor (FID, ECD, MS) (Condensação) Temperatura do forno 64

TEMPERATURA DA COLUNA Temperatura da Coluna CONTROLE CONFIÁVEL DA TEMPERATURA DA COLUNA É ESSENCIAL PARA OBTER BOA SEPARAÇÃO EM CG 65

Programação Linear de Temperatura Misturas complexas (constituintes com volatilidades muito diferentes) separadas ISOTERMICAMENTE: TCOL BAIXA: - Componentes mais voláteis são separados - Componentes menos voláteis demoram a eluir, saindo como picos mal definidos - Componentes mais voláteis não separados - Componentes menos voláteis eluem mais rapidamente TCOL ALTA: 66

Programação Linear de Temperatura (Rampa de Aquecimento A temperatura do forno pode ser variada linearmente durante a separação: Consegue-se boa separação dos componentes da amostra em menor tempo TINI Temperatura Inicial TFIM Temperatura Final t. INI Tempo Isotérmico Inicial t. FIM Tempo Final do Programa R Velocidade de Aquecimento TEMPERATURA Parâmetros de uma programação de temperatura: TFIM R TINI t. FIM t. INI TEMPO 67

(A) Isoterma 105 0 C 0 5 10 15 20 Minutos (B) Isoterma 50 0 C 0 5 10 15 20 Minutos (C) 50 0 C , 3 min 10 0 C min-1 até 140 0 C 0 5 10 15 20 Minutos Comparação de isoterma e programação de temperatura. Mistura equimolar de etanol, 2 -butanol, 2 -metilpropanol, 1 -butanol, 1 -pentanol e 1 -hexanol. 68

Solução: Temperatura muito baixa; Coluna inadequada (FE) Figura A. Resolução pobre, com bom tempo da análise. Solução: Rampa de aquecimento Figura B. Resolução inadequada, mas promissora 69

Solução: (i) Formação de monocamada; (ii) Sobrecarga do analito. Figura C. Dois tipos de picos Assimétricos. 2 Solução: 1 3 (1) Vazamento do septo (2) Contaminação da coluna, ou deterioração da FE. Figura D. Picos com cauda. Legenda: (1) Solvente; (2 e 3) analitos. 70

Solução: Sangramento da coluna ou Impureza da amostra Figura E. Linha de base descontínua. 71

Técnica de pré concentração Purge and Trap Também chamada de headspace dinâmico. Extrai o analito volátil da amostra e o concentra (adsorve) em um suporte como carvão ativo ou polímero poroso. 72

Estudo de caso: Extração de BTEX de amostras de diesel comercial utilizando Purge and Trap e determinação por CG – MS. 73

Condições do CG: Coluna apolar de 5% fenil, 95% dimetilsiloxano Comprimento de 30 metros. Condições do DTA: 74

Sistema purge and trap utilizado Parâmetros otimizados: 75

Otimização univariada (fixa – se duas variáveis e varia a terceira) Volume da amostra de diesel Vazão do gás: 100 m. L min-1 e Volume de gás: 1000 m. L Foram testados volumes de 15 m. L até 2 μL Vazão do gás de purga Volume de amostra: 2 μL Volume de gás: 1000 m. L Foram testados vazões de 20 - 175 m. L min-1 Tempo de purga Volume de amostra: 2 μL Volume de gás: 150 m. L min-1 Foram testados tempos de 5 – 25 min Final: Volume da amostra: 2 μL; Vazão do gás de purga: 150 m. L min-1 Tempo de purga: 20 min. 76

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Cromatograma de íons total e fragmentogramas nas condições otimizadas 78

Exercícios : Sugira como otimizar estas separações Co- eluição em tempo inferior à 2 min. Analitos mal resolvido em tempo longo de análise. Ótima separação, mas longo tempo de análise. Analitos mal resolvido em tempo inferior a 3 minutos e longo tempo de análise. 79

Aula experimental !!!! Hoje às 13: 30 h Amanhã às 8: 30 h Local: Laboratório 209 Prof. Carasek 80

INTRODUÇ O Microextração em fase sólida - SPME Líquido Headspace Adsorção na fibra Desorção no CG

Aparato do SPME