Você está realizando uma análise em cromatografia gasosa (CG) para separar uma mistura de três compostos orgânicos voláteis: etanol
, acetona
e hexano
. A análise é realizada utilizando uma coluna capilar não polar e uma fase móvel inerte (helio), com uma temperatura de forno programada começando a
e aumentando até
. O fluxo de gás é ajustado para
.
Você foi informado sobre os pontos de ebulição dos compostos:
Etanol:
; Acetona:
; Hexano:
Como a volatilidade dos compostos afeta a separação em cromatografia gasosa? Relacione a volatilidade com o tempo de retenção.
Você foi informado sobre os pontos de ebulição dos compostos:
Etanol:
Como a volatilidade dos compostos afeta a separação em cromatografia gasosa? Relacione a volatilidade com o tempo de retenção.
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado diz que a gente tem uma mistura de etanol (C₂H₅OH), acetona (CH₃COCH₃) e hexano (C₆H₁₄) que vai passar numa coluna capilar não polar usando hélio de fase móvel. O forno começa em 50 °C e vai até 150 °C, com fluxo de 1,2 mL/min. A gente sabe também os pontos de ebulição:
- Acetona: 56,05 °C
- Hexano: 68,7 °C
- Etanol: 78,37 °C
Conteúdo: cromatografia gasosa, conceito de volatilidade (ponto de ebulição e pressão de vapor) e tempo de retenção. Para resolver, vamos precisar entender como a volatilidade de cada composto afeta o tempo que ele fica “retido” na coluna.
Passo 2
O que é volatilidade?
Volatilidade é a facilidade com que um líquido vira vapor. Na prática, quanto menor o ponto de ebulição, maior a pressão de vapor à mesma temperatura e mais fácil ele se vaporiza. Em cromatografia gasosa, isso significa que, em condições idênticas, o composto mais volátil vai passar mais rápido pela coluna.
Volatilidade é a facilidade com que um líquido vira vapor. Na prática, quanto menor o ponto de ebulição, maior a pressão de vapor à mesma temperatura e mais fácil ele se vaporiza. Em cromatografia gasosa, isso significa que, em condições idênticas, o composto mais volátil vai passar mais rápido pela coluna.
Passo 3
Como funciona o tempo de retenção na cromatografia gasosa?
- A amostra vaporizada interage com a coluna (fase estacionária) e com o gás (fase móvel).
- Se o composto “gostar” mais da fase estacionária, ele vai demorar mais pra sair (maior tempo de retenção
). - Se ele for bem volátil (alta pressão de vapor), ele passa rapidinho, porque passa menos tempo “grudado” na fase estacionária.
Em geral, podemos resumir:
onde
é a pressão de vapor do composto. Quanto maior
, menor
.
Passo 4
Vamos comparar os pontos de ebulição e deduzir a volatilidade:
- Acetona (56,05 °C) → mais volátil
- Hexano (68,7 °C) → volátil, mas menos que a acetona
- Etanol (78,37 °C) → menos volátil do trio
Ou seja, a ordem de volatilidade decrescente é:
Acetona > Hexano > Etanol
Acetona > Hexano > Etanol
Passo 5
Relacionando com o tempo de retenção:
- Composto mais volátil (acetona) → menor tempo de retenção
- Composto menos volátil (etanol) → maior tempo de retenção
Então a ordem de eluição na CG (do que sai primeiro até o que sai por último) é:
Acetona → Hexano → Etanol
Acetona → Hexano → Etanol
Resposta
A acetona, por ter ponto de ebulição mais baixo (56,05 °C), é a mais volátil e sai primeiro (menor
). Depois vem o hexano (68,7 °C) e, por fim, o etanol (78,37 °C), que é o menos volátil e tem o maior tempo de retenção.