Explique o princípio de funcionamento da cromatografia a gás. Quais os componentes principais de um cromatografo a gas?

Passo 1

Beleza! O enunciado pede pra explicar como funciona a cromatografia a gás e listar seus componentes principais. Isso entra na parte de Química Analítica – especificamente nas técnicas de separação. Pra resolver, a gente vai precisar entender o conceito de fase móvel (o gás carreador), fase estacionária (o revestimento dentro da coluna) e como as substâncias separam com base na afinidade e volatilidade de cada uma.

Passo 2

Princípio de funcionamento
  1. A cromatografia a gás (GC) separa compostos porque cada substância interage de forma diferente com a fase estacionária (um líquido ou polímero dentro da coluna) e com a fase móvel (o gás carreador).
  2. Quando a amostra é injetada, ela volatiliza e entra na corrente do gás carreador, que a “carrega” pela coluna.
  3. As moléculas que “gostam” mais da fase estacionária passam mais tempo “grudadas” no revestimento interno da coluna, enquanto as que preferem o gás carreador seguem mais rápido.
  4. Isso faz com que cada composto saia da coluna em tempos distintos ( k' = tR - tMtM , tempo de retenção). A diferença de tempo de saída permite a separação.
  5. Na teoria, a gente até usa o fator de capacidade pra quantificar essa afinidade:
onde é o tempo de retenção do analito e é o tempo morto (o tempo que o gás carreador leva pra atravessar a coluna sem interagir). Quanto maior , mais tempo o composto ficou “grudado” na fase estacionária.

Passo 3

Componentes principais de um cromatógrafo a gás
  1. Fonte de gás carreador – normalmente hélio, nitrogênio ou hidrogênio;
  2. Injetor – onde a amostra líquida ou gasosa é vaporizada instantaneamente;
  3. Coluna cromatográfica – tubo geralmente de sílica fundida, recoberto interna­mente com a fase estacionária;
  4. Forno (estufa) – controla a temperatura da coluna, que pode ser programada pra subir gradualmente e melhorar a separação;
  5. Detector – identifica e quantifica os compostos que saem da coluna; os mais comuns são:
    • Detector de Ionização de Chama (FID)
    • Detector de Condutividade Térmica (TCD)
  6. Sistema de aquisição de dados (integrador) – converte os sinais do detector em cromatograma (cada pico corresponde a um composto).

Resposta

A cromatografia a gás funciona separando substâncias pela diferença de afinidade com a fase estacionária (coluna) e volatilidade, usando um gás carreador como fase móvel. Os componentes principais são: 1) fonte de gás carreador; 2) injetor; 3) coluna cromatográfica; 4) forno; 5) detector (ex.: FID ou TCD); e 6) sistema de aquisição de dados.

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