O termo cromatografia foi empregado pela primeira vez em 1906. Sua utilização é atribuída a um botânico russo ao descrever suas experiências na separação dos componentes de extratos de folhas.
Apesar deste estudo, a técnica foi praticamente ignorada até a década de 30, quando foi redescoberta. A partir daí, diversos trabalhos na área possibilitaram seu aperfeiçoamento, o qual resultou no seu grande potencial de aplicação atual, abrangendo muitas áreas da ciência e da indústria.
A Cromatografia é um método físico-químico de separação e identificação de componentes de uma mistura. Essa técnica é baseada na migração diferencial dos compostos, que apresentam diferentes interações através de duas fases: a fase móvel e a fase estacionária.
Fase Móvel: É o solvente fluido, que pode ser líquido ou gasoso, que arrasta e faz os componentes a serem isolados “percorrerem” o sistema.
Fase Estacionária: É a fase fixa, que pode ser um material líquido ou sólido, onde o componente será retido na superfície.
O processo cromatográfico consiste na passagem da fase móvel sobre a fase estacionária, dentro de uma coluna ou sobre uma placa. Assim, os componentes da mistura são separados pela diferença de afinidade entre as duas fases.
Para entender melhor a interação dos componentes com a fase estacionária, é crucial diferenciar:
Absorção: É o ato de passar uma substância para o interior da outra.
Adsorção: É o ato de ligar uma substância a uma superfície. Na adsorção, a substância fica apenas retida na superfície adsorvente, sem ser incorporada ao volume da outra.
A versatilidade da cromatografia a torna indispensável em diversos setores. Suas principais aplicações incluem:
Identificação de compostos, por comparação com padrões previamente existentes.
Purificação de compostos, separando-se as substâncias indesejáveis.
Separação dos componentes de uma mistura.
Realização de análises qualitativas e quantitativas.
As técnicas cromatográficas podem ser classificadas de acordo com a forma física do sistema, a fase móvel empregada ou o modo de separação.
Nesta técnica, a fase estacionária é acondicionada dentro de um tubo cilíndrico (coluna). Os materiais mais utilizados são a sílica gel e a alumina. É comumente utilizada para purificação de substâncias orgânicas.
Cromatografia Líquida Clássica: Utiliza colunas de vidro. É um processo lento e necessita de grandes volumes do solvente utilizado na fase móvel.
Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC): Utiliza colunas metálicas e bombas de alta pressão. Isso faz com que a fase móvel migre rapidamente, permitindo a análise de várias amostras em pouco tempo.
Desvantagem: Requer equipamentos específicos de alto custo e manutenção.
Este tipo de cromatografia utiliza uma superfície plana para a separação.
Cromatografia em Papel: A separação ocorre sobre a superfície de um papel filtro (a fase estacionária).
Cromatografia em Camada Delgada (CCD): É uma técnica líquido-sólido, onde a fase estacionária sólida (alumina ou sílica) é fixada sobre uma placa de vidro ou metálica.
É um processo de separação onde uma fase móvel gasosa (gás de arraste) passa por uma fase estacionária sólida fixada em um tubo estreito. É ideal para amostras voláteis e estáveis termicamente.
Vantagens: Alto poder de resolução, sensibilidade, requer pequenas quantidades de amostra e permite análise quantitativa.
Desvantagens: Limitada a substâncias voláteis, requer preparo da amostra e possui custo elevado.
A fase móvel é líquida e atravessa a fase estacionária, que é constituída de partículas sólidas organizadas em uma coluna.
Utiliza como fase móvel um fluído supercrítico (acima da sua temperatura crítica), sendo o dióxido de carbono o mais comumente utilizado.
O modo de separação descreve o mecanismo físico-químico de interação entre a amostra e as fases:
Adsorção: As separações ocorrem através de interações eletrostáticas e forças de Van Der Waals entre a fase estacionária sólida (sílica gel, alumina) e os componentes.
Partição: Baseada nas diferenças de solubilidade dos componentes na fase estacionária líquida e na fase móvel líquida.
Troca Iônica: A separação ocorre devido às diferentes tendências dos componentes iônicos em permutarem com íons da fase estacionária.
Afinidade: Ocorre uma ligação molecular específica e reversível (ex: enzimas e substratos) entre o soluto e um ligante imobilizado na fase estacionária. É muito utilizada para separar produtos biológicos.
Exclusão Molecular: Separa os componentes segundo o tamanho efetivo das moléculas. Moléculas grandes movem-se mais rapidamente, pois não penetram nos poros da fase estacionária, enquanto as menores têm a velocidade retardada.
A cromatografia é uma ferramenta analítica poderosa, mas a escolha da técnica e o desenvolvimento do método correto são cruciais para o sucesso da análise.
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