Cromatografia é um processo para separar componentes de uma mistura. Para iniciar o processo, a mistura é dissolvida numa substância chamada fase móvel, que a transporta através de uma segunda substância chamada fase estacionária.
Os diferentes componentes da mistura viajam através da fase estacionária a velocidades diferentes, fazendo-os separar-se uns dos outros. A natureza das fases específicas móveis e estacionárias determina que substâncias viajam mais rápida ou lentamente, e é como são separadas. Estes diferentes tempos de viagem são denominados tempo de retenção.
“Cor de Escrita”
Cromatografia obtém o seu nome de uma técnica utilizada pela primeira vez no final do século XIX para separar pigmentos numa mistura complexa.
Se uma folha de papel ou pano entrar em contacto com um recipiente cheio de água ou álcool no qual um pigmento complexo é dissolvido, a acção capilar levará a mistura até ao papel ou pano, mas os componentes do pigmento não viajarão todos à mesma velocidade.
As moléculas maiores da mistura viajarão mais lentamente enquanto que as mais pequenas correrão à frente, fazendo com que a fase estacionária desenvolva faixas discretas de cor correspondentes a cada componente da mistura. Isto dá à técnica o nome “cromatografia” ou “cor de escrita”
Da Arte à Ciência
Cromatografia foi inicialmente utilizada por artistas, teóricos da cor e artesãos na esperança de aperfeiçoar corantes industriais para têxteis. Com o tempo, também gerou um ramo único da química, e com ele, as técnicas utilizadas actualmente para compreender e purificar misturas.
Em laboratórios modernos, o aspecto da cor já não é relevante, mas aplicam-se os mesmos princípios. Ao dissolver uma mistura de interesse numa fase móvel e ao transportá-la através de uma fase estacionária, os componentes da mistura podem ser separados uns dos outros com base nas suas diferentes velocidades de viagem.
Ao alterar a fase móvel, a fase estacionária, e/ou o factor determinante da velocidade de viagem, foi criada uma grande variedade de métodos cromatográficos, cada um servindo um propósito diferente e ideal para misturas diferentes. Algumas das formas mais comuns de cromatografia são as seguintes.
- Na cromatografia de gás, a mistura de interesse é vaporizada e levada através de uma fase estacionária (geralmente uma coluna de separação de metal ou vidro) com um gás inerte, geralmente nitrogénio ou hélio. Moléculas maiores na mistura demoram mais tempo a passar através da coluna e chegam ao detector na extremidade mais distante.
- Em cromatografia líquida, a mistura de interesse é dissolvida num líquido e passa por uma fase estacionária sólida, que é frequentemente feita de um material de sílica. Existem várias variedades de cromatografia líquida, dependendo das polaridades relativas das fases móveis e estacionárias (fase normal versus fase inversa) e se a fase móvel é pressurizada (alto desempenho).
- Em cromatografia de camada fina (TLC), a fase estacionária é uma camada fina de material sólido, geralmente à base de sílica, e a fase móvel é um líquido em que a mistura de interesse é dissolvida. A cromatografia de camada fina tem a vantagem de fotografar bem, tornando a sua saída fácil de digitalizar.
li> A cromatografia de troca iónica separa os componentes de uma mistura com base na sua carga, em adição ou em vez do seu tamanho. Em essência, os iões com carga positiva (catiões) ou negativa (ânions) são separados utilizando diferentes fases estacionárias e diferentes fases móveis de pH.
Cromatografia pode ser utilizada como ferramenta analítica, alimentando a sua saída para um detector que lê o conteúdo da mistura. Também pode ser utilizada como instrumento de purificação, separando os componentes de uma mistura para utilização em outras experiências ou procedimentos. Normalmente, a cromatografia analítica utiliza uma quantidade muito menor de material do que a cromatografia destinada a purificar uma mistura ou extrair dela componentes específicos.
Por exemplo, a extracção em fase sólida é um tipo de cromatografia líquida em que diferentes fases móveis são utilizadas em sequência para separar diferentes componentes de uma mistura retida numa fase sólida. A cromatografia como técnica de purificação tem papéis importantes nos laboratórios petroquímicos e outros laboratórios de química orgânica, onde pode ser uma das formas mais rentáveis de remover impurezas de soluções orgânicas, particularmente se os componentes da mistura forem sensíveis ao calor.
Flexibilidade
Os princípios da cromatografia também aparecem noutras técnicas laboratoriais. A electroforese em gel ordena ácidos nucleicos e proteínas com base no seu tamanho, atraindo-os através do gel através de um campo eléctrico. Esta técnica é, com efeito, uma espécie de cromatografia. Da mesma forma, a destilação ordena os componentes de uma mistura pelos seus pontos de ebulição e condensação, sendo o próprio aparelho uma espécie de fase estacionária.
Porque o seu princípio fundamental é tão simples, a cromatografia deixa espaço para um refinamento substancial. Isto levou a uma variedade de técnicas cromatográficas mais especializadas, tais como a cromatografia bidimensional para utilizar dois métodos diferentes de cromatografia de uma só vez, a cromatografia gasosa de pirólise, utilizada como parte da espectrometria de massa, e a cromatografia quiral, que é utilizada para separar estereoisómeros que outros métodos não conseguem distinguir.
Cromatografia é um princípio simples e extremamente flexível, que continuará a gerar novas variações e novas implementações num futuro previsível.