O cromatógrafo gasoso é utilizado em muitos setores, como os de alimentos, fabricação de bebidas, farmacêuticos, petrolíferos, químicos e os ambientais.
O cromatógrafo gasoso é uma importante ferramenta de análise e separação de gases, utilizada amplamente na indústria.
A aplicabilidade dele é alta, assim como sua eficiência, e é especialmente usado na separação de compostos químicos.
Veja nesse artigo o que é o cromatógrafo gasoso, como ele funciona, seus principais componentes e para o que serve esse equipamento.
O que é um cromatógrafo gasoso?
O cromatógrafo gasoso, ou cromatógrafo a gás, como também é chamado, é um instrumento de análise utilizado para separação de compostos químicos voláteis e semivoláteis, que podem ser vaporizados sem decomposição.
Ela é parecida com a destilação fracionada, justamente pelos dois processos separarem os componentes de uma mistura primária, com base nos diferentes pontos de ebulição ou, no caso do cromatógrafo gasoso, da pressão de vapor.
A diferença é que o cromatógrafo gasoso pode ser usado em uma escala pequena, o que não acontece na destilação fracionada.
Muitos setores utilizam essa aplicação, entre eles os de alimentos, fabricação de bebidas, farmacêuticos, petrolíferos, químicos e os ambientais.
A cromatografia gasosa é bastante popular nesses meios, pois consegue aliar velocidade e sensibilidade com uma alta capacidade de resolução e análise quantitativa e qualitativa.
Qual a função de um cromatógrafo gasoso?
A função do cromatógrafo gasoso é separar os componentes gasosos por meio do seu ponto de pressão de vapor, causando a saída de cada da coluna em tempos diferentes, permitindo assim a identificação de cada elemento.
Diversos parâmetros podem ser utilizados para modificar a ordem ou o tempo de retenção de cada fluxo de gás.
Cada componente reage de maneira diversa com o material solvente utilizado, interagindo com velocidades diferentes, causando a separação.
Em geral, o cromatógrafo gasoso é utilizado para fazer testes de pureza de substâncias específicas, em processos de purificação de compostos, para a separação de componentes em uma mistura, no monitoramento de processos industriais, análises de poluentes ambientais, óleos essenciais e produtos alimentares.
Quais os principais componentes de um cromatógrafo a gás?
Os principais componentes do cromatógrafo a gás são:
- Gás de carregamento
- Controle de pressão/fluxo
- Injetor
- Coluna
- Detector
- Software
O sistema de carregamento de gás e controle de fluxo é responsável por levar os gases para dentro do cromatógrafo, com vazão e pressão controladas.
Esse sistema é composto por cilindros ou tubulação de abastecimento, filtros externos de limpeza e filtros internos de purificação, equipamento de controle de vazão e pressão manual ou eletrônico.
O sistema de injeção transfere de maneira eficiente a amostra para a coluna cromatográfica. Ele é composto por injetor manual ou eletrônico de pressão de gás e sistema de aquecimento e resfriamento.
A coluna é onde acontece a efetiva separação dos compostos e a transferência desses para o detector. Nela podemos encontrar a coluna capilar e o sistema de forno de coluna para resfriamento ou aquecimento.
O sistema de detecção identifica exatamente os componentes das amostras. Nele encontramos o aquecedor do detector, o próprio detector e um eletrômetro.
Por último, existe o software de identificação que é composto por um software de aplicação, computadores e impressora.
Como funciona a cromatografia a gás?
Além de saber o que é um cromatógrafo gasoso, é importante também saber como ele funciona.
Da mesma maneira que outros tipos de cromatógrafo, o gasoso tem uma fase móvel e outra estacionária.
A fase móvel geralmente utiliza gás hélio ou nitrogênio, enquanto a fase estacionária é um adsorvente sólido ou liquido adsorvido em um suporte inerte.
Na prática, a técnica utiliza uma amostra que é introduzida no sistema de injeção, e o gás inerte arrasta a amostra para a coluna cromatográfica.
A fase estacionária, que está nessa coluna, separa os compostos, fazendo cada um deles sair da coluna em um tempo diferente, separando-os.
A escolha da coluna de cromatografia gasosa é o ponto central do sistema, pois é onde a separação acontece. Ela deve ser escolhida de acordo com a aplicação a ser realizada e deve se basear em 4 principais fatores:
- Fase estacionária;
- Diâmetro interno da coluna;
- Espessura do filme;
- Comprimento da coluna.
Todos esses fatores influenciam a capacidade de amostra, a eficiência e a resolução da coluna.
O que pode ser determinado pela cromatografia gasosa?
Ao final desse processo, existe um detector que fica responsável por identificar os sinais produzidos pelo cromatógrafo gasoso e enviar para um programa específico, que recebe esses dados e transforma em picos cromatográficos.
Os principais tipos de detectores utilizados da fase gasosa são a Ionização por Chama (FID), a Condutibilidade Térmica (TCD) e a Captura de Elétrons (ECD).
A Ionização por Chama é mais utilizada no setor petroquímico, farmacêutico e de gás natural.
A Condutibilidade Térmica é usada para analisar gases inorgânicos, como Argônio, Nitrogênio, Hidrogênio, Dióxido de Carbono, entre outros.
Já a Captura de Elétrons é usada para analisar halogenetos orgânicos, aldeídos conjugados, nitrilas, nitratos e compostos organometálicos. Por outro lado, ela é praticamente insensível aos hidrocarbonetos, álcoois e cetonas, o que faz essa técnica ser muito útil na análise de pesticidas clorados, por exemplo.
Dependendo da técnica e do componente analisado, podem ser usados diferentes tipos de detectores, entre eles:
- Detector de Fotoionização – Utilizado para analisar hidrocarbonetos aromáticos e outros compostos orgânicos.
- Detector por Fotométrico de Chama – Utilizado para analisar compostos com enxofre ou fósforo e metais, como estanho, boro, arsênico e cromo.
- Detector de nitrogênio-fósforo – Usada para analisar compostos orgânicos que contenham nitrogênio ou fósforo.
- Detector por Emissão Atômica – Muito utilizado para a análise de gasolina, diesel, óleo, poluentes ambientais no solo, água e efluentes, e de compostos orgânicos voláteis (VOCs) na água.
Agora você já sabe o que é um cromatógrafo gasoso, o que ele faz e também como funciona.
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