A cromatografia é um método físico-químico de separação, o qual está fundamentado na migração diferencial dos componentes de uma mistura, que ocorre devido a diferentes interações entre duas fases imiscíveis: as fases móvel e estacionária (DEGANI, 1999).
A separação de compostos voláteis pode ser feita através da cromatografia em fase gasosa, na qual a fase móvel é usualmente um gás relativamente não-reativo, tais como: hélio, nitrogênio ou hidrogênio. Os princípios são os mesmos que regem a cromatografia líquida, porém, o resultado é apresentado, frequentemente, como um cromatograma, ao invés de uma série de amostras eluídas (ATKINS e JONES, 2006).
O cromatograma mostra quando cada soluto foi eluído, e as alturas dos picos, quanto de cada componente está presente na amostra. A identidade do soluto, o qual produziu cada pico pode ser determinada comparando-se sua posição com uma base de dados de compostos conhecidos. A quantidade de cada soluto presente é determinada a partir da área do pico (ATKINS e JONES, 2006).
3.8.1 Técnicas de injeção
A utilização de um injetor que introduza amostras com pequena ou nenhuma perda devido à alta massa molecular ou termolabilidade é uma exigência crítica na técnica de
injeção. Esta pode ser feita por injetores na coluna a frio (“on column”) ou por temperatura
programável (PTV) (GROB, 1979 apud PEREIRA e AQUINO NETO, 2000).
De acordo com Wang et al. (1983) e Grob (1993), a injeção da amostra diretamente na coluna é mais vantajosa, particularmente para amostras de alta massa molecular, porém, misturas complexas frequentemente obtidas de fontes naturais incluem geralmente frações de alta complexidade e compostos de alta massa molecular ou polares, o que pode acarretar em dois problemas: o tempo de retenção das substâncias aumenta e, por conseguinte, haverá uma diminuição na resolução de misturas complexas (GROB, 1993 apud PEREIRA e AQUINO NETO, 2000).
O injetor com temperatura programável (PTV) é uma combinação do injetor clássico, com e sem divisão de fluxo (split/splitless) acoplado na coluna a frio, em que a amostra é introduzida no sistema cromatográfico a baixas temperaturas, mas em um injetor
especialmente projetado e não diretamente na coluna. A utilização deste pode produzir resultados semelhantes aos realizados por injeção na coluna a frio, para n-alcanos com elevados pontos de ebulição, bem como para misturas de compostos termolábeis (GROB, 1993; THOMSOM 1992; SCHOMBURG, 1983 apud PEREIRA e AQUINO NETO, 2000).
Faria e colaboradores (2007) apresentaram uma proposta na modificação da metodologia descrita pela NBR 15343 (determinação do teor de metanol e etanol em biodiesel). Apesar de o método ser simples e apresentar baixa variabilidade (implicando em boa indicação da qualidade dos resultados), o tempo de análise torna-se inviável (cerca de uma hora). Nessa proposta, os pesquisadores instalaram no cromatógrafo uma válvula de reversão de fluxo (backflush), para possibilitar que logo após a eluição do padrão interno o fluxo da coluna fosse revertido para fora do cromatógrafo, não permitindo que os componentes mais pesados do biodiesel percorressem toda a coluna.
Dessa forma, com a incorporação do backflush no injetor PTV, os compostos pesados podem ser expelidos para fora do sistema de entrada, impedindo a contaminação da coluna, enquanto permite a transferência eficiente dos compostos de interesse. Por intermédio dessa modificação, o tempo de análise foi reduzido para menos de dez minutos (FARIA, 2007).
A figura 22 mostra o funcionamento do dispositivo de fluxo reverso (backflush) nas entradas do PTV. Quando a válvula de retrolavagem está desligada, o gás de arraste flui em sua direção normal através da entrada. Um fluxo muito pequeno, fornecido pelo restritor, é capaz de limpar constantemente o conector “T” entre a pré-coluna, a coluna analítica e a linha de entrada de retrolavagem. Do contrário, o sistema desvia o gás diretamente para a conexão “T” no final da pré-coluna, dessa forma, varrendo tanto esta
última e a entrada na direção oposta, com o chamado “fluxo reverso”. Nesta configuração,
o gás de arraste é capaz de efetuar a "lavagem" ainda na pré-coluna ou no injetor diretamente para a ventilação, através da linha do injetor split. O pequeno fluxo fornecido pelo restritor na outra direção evita que o material volte através do liner de entrada (MUNARI e CAVAGNINO, 2007).
Figura 22 - Modo de funcionamento do backflush (válvula de fluxo reverso) e do injetor
split/splitless.
Fonte: Munari e Cavagnino, 2007
3.8.2 Métodos de quantificação de compostos
Na quantificação dos compostos, é estabelecida uma correlação entre o sinal do detector e a quantidade do componente de interesse. Os sistemas mais utilizados para quantificação são: normalização, padronizações externa e interna e ainda métodos de adição.
Para a quantificação dos compostos presentes no biodiesel, tanto pela EN 14110 como a EN 14103, a padronização interna é a indicada. Esta consiste no uso de uma substância que não esteja contida na amostra, ela é normalmente incorporada à solução da amostra antes da injeção (quando se faz necessário o uso de alta precisão), pois o padrão interno está submetido às mesmas condições da substância de interesse (ENGELHARDT, 1917; POOLE, 1991 apud VALENTE SOARES, 2001). Por esse método, pequenos desvios de tempo de retenção e na sensibilidade do detector (ocorridas entre análises distintas em um mesmo dia) são corrigidos (WERNIMONT, 1985 apud VALENTE SOARES, 2001). Alto Baixo Muito baixo Fluxo Sem fluxo Conector T
TRANSFERÊNCIA SPLITLESS BACKFLUSH DESLIGADO
BACKFLUSH LIGADO Conector T Conector T Pré-coluna Pré- coluna Pré-coluna Coluna Coluna Coluna Forno Forno Forno Restritor de fluxo Restritor de fluxo Restritor de fluxo Backflush ligado Backflush desligado Backflush desligado Gás Gás Gás Linha de Separação
Linha de purga do septo Linha de purga do septo
Linha de Separação Linha de purga do septo
O tempo de retenção do composto de interesse pode ser calculado relativo ao padrão interno, minimizando discrepâncias no tempo de retenção ocorridas entre corridas distintas. Uma das grandes utilidades de um padrão interno está associada aos casos em que o analito não é estável para armazenamento sob a forma de padrão (VALENTE SOARES, 2001).