(a) Por que as partículas para CLAE são porosas?
(b) Por que as partículas com poros na faixa 60-120 Å são usadas para moléculas pequenas, enquanto fases estacionárias com poros grandes de 300 Å são usadas para separar polipeptídeos e proteínas?
(b) Por que as partículas com poros na faixa 60-120 Å são usadas para moléculas pequenas, enquanto fases estacionárias com poros grandes de 300 Å são usadas para separar polipeptídeos e proteínas?
Passo 1
O enunciado pergunta sobre o uso de partículas porosas em CLAE (cromatografia líquida de alta eficiência) e sobre a escolha do tamanho de poro da fase estacionária conforme o tamanho da molécula. Para resolver, vamos recorrer aos conceitos de área superficial, difusão nos poros e compatibilidade física entre o diâmetro das moléculas e o diâmetro dos poros.
Passo 2
Por que usar partículas porosas? Em CLAE, a retenção ocorre principalmente por partição (ou adsorção) entre a fase móvel e a fase estacionária. Partículas sólidas maciças teriam área superficial limitada, o que reduziria a capacidade de interação com o analito e, portanto, a eficiência e a retenção. Ao introduzir poros, a área interna disponível para interação cresce muito, pois a superfície específica aumenta. Além disso, as moléculas do soluto podem penetrar nos poros e fazer trocas de massa (difusão) dentro deles, aumentando o tempo de contato e melhorando a separação.
Passo 3
Por que usar poros de
para moléculas pequenas? Moléculas pequenas tipicamente têm raios efetivos de poucos Ångströms (por ex.
), então conseguem diffundir facilmente em poros de
. Nesse intervalo de poro a difusão é rápida o suficiente para permitir bom equilíbrio entre fase móvel e fase estacionária, sem penalizar demais a eficiência por longos tempos de difusão. Além disso, essa faixa oferece alta área superficial, garantindo boa retenção das moléculas pequenas.
Passo 4
Por que usar poros de
para polipeptídeos e proteínas? Proteínas e polipeptídeos são macromoléculas com raios efetivos de dezenas de Ångströms (por ex.
). Se tentarmos usar poros pequenos
, essas moléculas não entram ou entram muito lentamente, ficando excluídas e gerando picos largos e fracos. Com poros de cerca de
, as macromoléculas penetram sem restrição, equilibram melhor com as paredes internas e formam picos mais estreitos e com retenção adequada.
Resposta
(a) Porque partículas porosas oferecem área superficial muito maior que partículas maciças, permitindo partição/adsorção eficiente e melhor interação soluto–fase estacionária.
(b) Moléculas pequenas (raio ) difundem bem em poros de
, enquanto polipeptídeos e proteínas (raio
) só acessam poros grandes
, garantindo penetração, equilíbrio e picos estreitos.
(b) Moléculas pequenas (raio