Fala Gás Nobre, hoje falaremos dos tipos de cromatografia que é uma técnica de separação e identificação de componentes de uma mistura, muita utilizada em laboratórios de pesquisa, análises químicas, na química forense e em exames antidoping.
A cromatografia vai desde métodos simples, que podem ser realizados em casa, até métodos que utilizam equipamentos super sofisticados com capacidade de detecção de compostos em concentrações muito pequenas. Desta forma, a cromatografia é uma robusta técnica de separação e identificação de componentes de uma mistura. Hoje falaremos sobre os principais tipos desta técnica.
Leia mais em:
Aula: Separação de Misturas
Separação de Misturas – Parte I
Separação de Misturas – Parte II
A cromatografia baseia-se nas diferentes interações que os componentes das mistura vão ter com duas fases, sendo que o principal tipo de interação nesta técnica é a polaridade dos componentes.
Todo tipo de cromatografia terá duas fases:
Fase Móvel: Fase em que os componentes a serem separados “correm” por um solvente fluido, que pode ser líquido, gasoso ou ainda supercrítico.
Fase Estacionária: Fase fixa em que os componentes da mistura interagem, podendo ser constituída de um material líquido ou sólido.
Para melhor compreender esta técnica, é importante apresentar dois conceitos:
Eluição: É a “corrida” cromatográfica, ou seja, a passagem da fase móvel pela fase estacionária.
Eluente: É a fase móvel, que vai interagir com as amostras e promover a separação dos componentes da mistura, a fase móvel pode ser constituída de um único solvente ou de uma mistura de 2 ou mais.
A técnica consiste na passagem da fase móvel sobre a fase estacionária (corrida cromatográfica) que pode estar contida no interior de uma coluna ou sobre uma placa. Desta forma, os componentes da mistura são separados pelas diferenças de afinidade através das duas fases.
Leia mais em: Propriedades físicas dos compostos orgânicos
Cada um dos componentes da mistura é seletivamente retido pela fase estacionária e arrastado pela fase móvel, o que resulta em velocidades e tempo de migração específicos para cada um deles. A velocidade de migração será afetada pela efeito da adsorção (interação com a fase estacionária) e solubilidade (interação com a fase móvel) de cada componente da mistura.
Por exemplo, se o material que constitui a fase estacionária é apolar e nossa fase móvel é um solvente polar, os componentes da mistura que são mais polares serão mais facilmente arrastados pela fase móvel, pois possuem maior afinidade pela mesma. Já os componentes apolares, tendem a ser arrastados mais lentamente, uma vez que possuem pouca afinidade com a fase móvel e maior afinidade com a fase estacionária.
Desta forma, a cromatografia serve para identificação de substâncias, purificação de compostos e separação de componentes de misturas. Nenhum outro método é tão poderoso e de aplicação tão generalizada como a cromatografia. Os equipamentos desta técnica podem ainda ser acoplados a outros equipamentos de outras técnicas de análise, tornando a cromatografia ainda mais poderosa e robusta.
Vou agora apresentar os principais tipos de cromatografia:
TIPOS DE CROMATOGRAFIA
Os tipos de cromatografia podem ser divididos a partir de:
– Forma física do sistema cromatográfico:
1. Cromatografia em coluna
A cromatografia em coluna é a mais antiga técnica cromatográfica. Ela foi usada pela primeira vez como método científico em 1903, pelo químico e botânico russo Mikhail Semenovich Tswett (1872-1919) durante seus estudos sobre a clorofila das plantas. Mikhail usou esta técnica para separar os pigmentos dos extratos que preparou a partir de plantas, sendo esta a origem do nome da técnica, cromatografia (do grego χρώμα:chroma, cor e γραφειν:”grafein”, grafia, estudo), grafia ou estudo da cor.
A cromatografia em coluna é uma técnica de separação entre duas fases, uma sólida e uma líquida, baseada na capacidade de adsorção (interação com a fase estacionária) e solubilidade (interação com a fase móvel). A coluna pode ser de vidro ou metal e é preenchida com um material adsorvente adequado que irá permitir o fluxo do solvente.
No caso da coluna de vidro, a mistura é adicionada a coluna e fazem-se adições sucessivas de eluente até que ocorra a completa separação de todos os componentes da mistura, que são coletados separadamente na parte inferior da coluna. Os componentes vão possuir velocidades diferentes de migração ao longo da coluna, que pode ser alterada mudando a fase móvel, por exemplo. Existem outros tipos de cromatografia de coluna que serão citados em breve.
2. Cromatografia Planar
Este tipo de cromatografia utiliza uma superfície plana e compreende a cromatografia em papel, que pode facilmente ser realizada em casa e a cromatografia de camada delgada (CCD), que é amplamente utilizada em análises rápidas numa rotina laboratorial.
Cromatografia em papel: É uma técnica do tipo líquido-líquido, onde tanto a fase móvel quanto a estacionária são líquidas. A fase estacionária líquida é fixada em um suporte sólido, geralmente papel, por isso o nome.Cromatografia em camada delgada (CCD): É uma técnica do tipo líquido-sólido, onde a fase móvel líquida percorre uma fase estacionária sólida adsorvida sobre um suporte. O suporte pode ser uma placa de vidro ou metálica, na qual é fixada um material adsorvente, como alumina (Al2O3) ou sílica (SiO2), que serão a fase estacionária.
– Fase móvel empregada:
1. Cromatografia gasosa
A cromatografia gasosa é um processo de separação dos componentes da mistura através da passagem de uma fase móvel gasosa por uma fase estacionária sólida. Essa técnica é do tipo coluna, onde o gás de arraste (fase móvel) passa por um longo tubo estreito, que pode chegar a ter 30m, com material adsorvente sólido fixado em seu interior (fase estacionária).
É uma técnica bastante sensível que pode separar inúmeros componentes de misturas complexas. De forma geral, a amostra é injetada na coluna e a separação é realizada a partir das diferenças nas estruturas dos compostos, a interação com as fases móvel e estacionária e a temperatura da coluna, sendo que os componentes são determinados a partir de um equipamento detector que fica no final da coluna.
2. Cromatografia Líquida
Na cromatografia líquida, a fase estacionária é constituída de partículas sólidas empacotadas em uma coluna, que será percorrida por uma fase móvel líquida. Este tipo de cromatografia compreende a cromatografia líquida clássica, utilizada por Mikhail Tswett e a cromatografia líquida de alta eficiência.
Cromatografia líquida clássica: A coluna de vidro é preenchida com material sólido adsorvente (fase estacionária), sendo completada com a fase móvel e em seguida adiciona-se a mistura da qual deseja-se realizar a separação e identificação dos componentes. Adiciona-se sucessivamente mais fase móvel até a completa separação de todos os componentes. O processo é lento e necessita de grandes volumes do solvente utilizado na fase móvel.
Cromatografia líquida de alta eficiência: Utiliza-se de colunas metálicas e bombas de alta pressão para a eluição da fase móvel. Isso faz com que a fase móvel migre com uma velocidade razoável através da coluna, permitindo a realização da análise de várias amostras em pouco tempo. Sua desvantagem é a necessidade de equipamentos específicos, que devido a sua tecnologia e capacidade de detecção possuem preços elevados de custo e manutenção.
3. Cromatografia supercrítica
Este tipo de cromatografia caracteriza-se por utilizar como fase móvel um fluído supercrítico, ou seja, acima da sua temperatura crítica. O eluente supercrítico mais comumente utilizado é o dióxido de carbono (CO2).
Leia mais em:
Estados físicos da matéria
O que é o diagrama de mudança de estado físico (diagrama de fases)
– Fase estacionária empregada:
1. Fase estacionária líquida: O líquido é adsorvido sobre um suporte sólido ou imobilizado sobre ele (ex: Cromatografia em papel)
2. Fase estacionária sólida: A fase estacionária é constituída de material sólido que pode ser empacotado ou adsorvido nas paredes de uma coluna (Cromatografia líquida e gasosa) ou fixado em um suporte sólido (Cromatografia em camada delgada).
Beleza Gás Nobre? Agora você está ninja em cromatografia, conhecendo todos os diferentes tipos de equipamentos, fases móveis, fases estacionárias e aplicações desta técnica.
Referências
SALATINO, M. L. F.; Técnicas Básicas de Cromatografia. Instituto de Química – USP, 2016.
Gás Nobre! Você tem dificuldades para entender conteúdos de Ciência da Natureza? Não fique triste! Eu, professor Paulo Valim, quero te contar um segredinho que os melhores estudantes do Brasil já conhecem, com a minha plataforma Ciência em Ação, você vai conseguir aprender Química, Física e Biologia de forma rápida e efetiva e garantir a sua aprovação ainda em 2020.
Não importa se você tem dificuldades com as matérias ou se essa é a primeira vez que você vai estudar Química, Física ou Biologia. No Ciência em Ação, nossos cursos são completos e aprofundados. Eu e a minha equipe ensinamos todo o conteúdo do começo ao fim de forma didática.
Que foi? Você tem dúvidas de que o que eu estou falando é verdade? Então, saca só, Gás Nobre! Liberei o primeiro módulo completo da minha plataforma Ciência em Ação totalmente grátis pra você experimentar! Curtiu? Clique aqui e aproveite para conhecer a melhor plataforma de Ciência da Natureza da web!
Bora reagir e realizar os seus sonhos?
Me acompanhe nas redes sociais: curta a minha página no Facebook, siga o meu Instagram, se inscreva no canal do Youtube e entre no meu canal do Telegram.
