Cromatografia de troca iônica: procedimento, princípios - Ciência - 2023
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o cromatografia de troca iônica é uma técnica analítica que se baseia nos princípios da cromatografia para produzir a separação de espécies iônicas e moleculares que exibem polaridade. Isso se baseia na premissa de quão relacionadas essas substâncias estão em relação a outro chamado trocador de íons.
Nesse sentido, substâncias que possuem carga elétrica são secretadas graças ao deslocamento iônico, no qual uma ou mais espécies iônicas são transferidas de um fluido para um sólido por troca, pelo fato de possuírem cargas iguais.
Essas espécies iônicas se ligam a grupos funcionais localizados na superfície por meio de interações eletrostáticas que facilitam a troca iônica. Além disso, a eficácia da separação de íons depende da velocidade de troca de matéria e do equilíbrio entre as duas fases; ou seja, é baseado nessa transferência.
Processo
Antes de iniciar o processo de cromatografia de troca iônica, alguns fatores importantes devem ser levados em consideração, que permitem otimizar a separação e obter melhores resultados.
Esses elementos incluem a quantidade de analito, a massa molar ou peso molecular da amostra e a carga das espécies que constituem o analito.
Esses fatores são essenciais para determinar os parâmetros cromatográficos, como a fase estacionária, o tamanho da coluna e as dimensões dos poros da matriz, entre outros.
Considerações preliminares
Existem dois tipos de cromatografia de troca iônica: uma que envolve deslocamento de cátions e outra que envolve deslocamento de ânions.
Na primeira, a fase móvel (que constitui a amostra a ser separada) possui íons com carga positiva, enquanto a fase estacionária possui íons com carga negativa.
Neste caso, as espécies carregadas positivamente são atraídas para a fase estacionária dependendo de sua força iônica e isso se reflete no tempo de retenção mostrado no cromatograma.
Da mesma forma, na cromatografia que envolve mudança de ânions, a fase móvel tem íons carregados negativamente, enquanto a fase estacionária tem íons carregados positivamente.
Ou seja, quando a fase estacionária tem carga positiva é utilizada na separação das espécies aniônicas, e quando esta fase é de natureza aniônica é utilizada na segregação das espécies catiônicas presentes na amostra.
No caso de compostos que apresentam carga elétrica e apresentam solubilidade em água (como aminoácidos, pequenos nucleotídeos, peptídeos e proteínas grandes), estes se combinam com fragmentos que apresentam carga oposta, produzindo ligações iônicas com a fase. estacionário que não é solúvel.
Processo
Quando a fase estacionária está em equilíbrio, existe um grupo funcional suscetível à ionização, no qual as substâncias de interesse da amostra são segregadas e quantificadas, podendo se combinar ao mesmo tempo que se movem ao longo da coluna. cromatográfico.
Posteriormente, as espécies que foram combinadas podem ser eluídas e coletadas usando uma substância eluente. Esta substância é composta por elementos catiônicos e aniônicos, originando uma maior concentração de íons ao longo da coluna ou modificando suas características de pH.
Em resumo, primeiro uma espécie capaz de trocar íons é carregada superficialmente de forma positiva com contra-íons, e então ocorre a combinação dos íons que serão secretados. Quando o processo de eluição é iniciado, as espécies iônicas fracamente ligadas são dessorvidas.
Depois disso, as espécies iônicas com ligações mais fortes também são dessorvidas. Por fim, ocorre a regeneração, na qual é possível que o estado inicial seja reconstituído pela lavagem da coluna com as espécies tamponadas que inicialmente intervêm.
Começo
A cromatografia de troca iônica se baseia no fato de que as espécies que manifestam uma carga elétrica presente no analito são segregadas graças às forças de atração eletrostática, quando se movem através de uma substância resinosa do tipo iônico em condições específicas de temperatura e pH.
Essa segregação é causada pela troca reversível de espécies iônicas entre os íons encontrados na solução e aqueles encontrados na substância resinosa de deslocamento de natureza iônica.
Desta forma, o processo utilizado para a segregação dos compostos na amostra está sujeito ao tipo de resina utilizada, seguindo o princípio dos trocadores aniônicos e catiônicos já descrito.
Uma vez que os íons de interesse estão presos na substância resinosa, é possível que a coluna cromatográfica flua até que o resto das espécies iônicas sejam eluídas.
Posteriormente, as espécies iônicas que ficam presas na resina podem fluir, enquanto são transportadas por uma fase móvel com maior reatividade ao longo da coluna.
Formulários
Como neste tipo de cromatografia a separação das substâncias é realizada por troca iônica, ela possui um grande número de utilizações e aplicações, dentre as quais se destacam:
- Separação e purificação de amostras que contenham combinações de compostos de natureza orgânica, constituídos por substâncias como nucleotídeos, carboidratos e proteínas.
- Controle de qualidade no tratamento de água e na desionização e amaciamento de soluções (utilizadas na indústria têxtil), bem como na segregação de magnésio e cálcio.
- Separação e purificação de medicamentos, enzimas, metabólitos presentes no sangue e na urina, e outras substâncias com comportamento alcalino ou ácido, na indústria farmacêutica.
- Desmineralização de soluções e substâncias, onde se deseja obter compostos de alta pureza.
- Isolamento de um composto específico em uma amostra a ser separada, a fim de se obter uma separação preparatória do mesmo para posteriormente ser objeto de outras análises.
Da mesma forma, este método analítico é amplamente utilizado nas indústrias petroquímica, hidrometalúrgica, farmacêutica, têxtil, de alimentos e bebidas, de semicondutores, entre outras áreas.
Referências
- Wikipedia. (s.f.). Cromatografia de íons. Recuperado de en.wikipedia.org
- Biochem Den. (s.f.). O que é cromatografia de troca iônica e suas aplicações. Obtido em biochemden.com
- Leia o estudo. (s.f.). Cromatografia de troca iônica | Princípio, método e aplicações. Recuperado de studyread.com
- Introdução à Bioquímica Prática. (s.f.). Cromatografia de troca iônica. Obtido em elte.prompt.hu
- Helfferich, F. G. (1995). Troca de íons. Recuperado de books.google.co.ve