Que propriedades químicas e físicas devem ter os gases vetores?

Em laboratório ou ambiente industrial, de modo a serem eficazes, os gases vetores utilizados na cromatografia em fase gasosa (GC) devem cumprir determinados requisitos em termos de propriedades químicas e físicas. Seja com substâncias químicas gasosas, líquidas e mesmo em alguns casos sólidos.

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As propriedades químicas e físicas importantes para os gases vetores incluem:

Solubilidade: O gás vetor deve dissolver-se suficientemente nas fases estacionárias para permitir uma separação eficiente das substâncias.
Inércia: O gás vetor deve ser suficientemente inerte para não reagir com os compostos a analisar presentes na fase móvel.
Pressão parcial: A pressão parcial do gás vetor deve ser suficientemente alta para permitir um débito adequado através da coluna cromatográfica.
Pureza: O gás vetor deve ser puro para evitar interferências nas análises.
Estabilidade térmica: O gás vetor deve ser estável à temperatura da coluna cromatográfica para evitar perturbações

O gás vetor mais utilizado nos sistemas de cromatografia é o hélio, uma vez que satisfaz estes requisitos e além disso apresenta uma boa densidade. No entanto, podem também ser utilizados outros gases vetores como o azoto, o hidrogénio e o árgon em função de requisitos específicos da análise.

Os gases vetores são um elemento fundamental na cromatografia em fase gasosa (CG) para transportar a amostra (conduto), compostos gasosos ou em fase vapor, através da coluna (a temperaturas potencialmente elevadas de 300 a 350 ºC), em que a fase estacionária é um mecanismo que facilita a separação dos constituintes até ao detetor. O carácter inerte é fundamental para evitar qualquer reação com os componentes da amostra (mistura de diferentes constituintes) e a sua modificação, o que alteraria o resultado final da análise.

Considerando que as colunas capilares desenvolvidas e habitualmente utilizadas atualmente têm débitos mais reduzidos e que as temperaturas do forno e da coluna são bastante altas > 300 ºC), a qualidade dos gases vetores é muito importante para o resultado final e a fiabilidade dos equipamentos.

Os gases mais comuns são o hélio (He), o árgon (Ar), o azoto (N2), o hidrogénio (H2). Atualmente, o mais utilizado é o hélio, devido às suas propriedades químicas inertes. Além disso, é um dos gases com menor reatividade. O hidrogénio também tem uma baixa reatividade e massa molecular, mas é um gás inflamável. A sua compatibilidade com os respectivos materiais é fundamental. Ambos proporcionam velocidade e separação de compostos e tempos de retenção muito bons. A aplicação de um gás vetor depende da composição da amostra (conteúdo) e da sua potencial interação com esta.

Deve também ter-se em conta que os diferentes processos cromatográficos se baseiam num gás de transporte específico. Desta forma, antes de tomar uma decisão, é necessário verificar o método validado.

Gás vetor	Vantagens	Inconvenientes
Hélio	Muito inerte. Não reage com analitos. A maioria dos métodos são criados para hélio. Muito utilizado.	Custo mais elevado do que outros gases. Fontes com maior complexifdade.
Hidrogénio	Baixo custo. Separação eficaz ao longo do tempo. Mantém-se eficaz a velocidades elevadas do gás.	Pode formar uma mistura explosiva com o ar. Pode reagir cataliticamente com compostos insaturados.
Azoto	Baixo custo. Muito inerte. Não reage com os analitos Ignífuga. Fácil de encontrar.	Lento para atingir uma eficiência elevada. Gama estreita para máxima eficiência. Sensibilidade reduzida.