Artigo

A ESCALADA DA CROMATOGRAFIA

A introdução de métodos de separação faz parte da história da Química. Uma parte desta história, foi representada pelo alquimista Jabir Hayyan, que no ano de 800 descobriu a técnica de destilação que é utilizada até hoje. A Alquimia na época não era aceita como ciência. Um salto no tempo e na história da Química chegando a metade do século XVII até meio do século XIX onde os cientistas utilizaram os métodos mais modernos para seus descobrimentos construindo uma ligação entre suas teorias e seus experimentos. A teoria da combustão proposta pelo químico francês Antoine Lavoisier foi um marco para o uso do método moderno abrindo as portas para uma nova era da Química. Nasce a Química Moderna!

Um pouco mais à frente experimentos realizados pelo russo Tswett para obter um extrato de folhas demonstraram que o uso de diferentes solventes orgânicos como o etanol e acetona extraiam mais estas substâncias. Por outro lado, dois tipos de éter de petróleo com pontos de ebulição diferentes, extraíam menos estas substâncias. Selecionando o etanol para a extração foi possível solubilizar o extrato nos éteres de petróleo. Tswett observou que se tratava de uma séries de compostos diferentes e que alguns eram mais retidos pela estrutura da planta que para extrai-los era necessário a utilização de um solvente mais forte. Quando a substância era extraída da planta, a ligação substância-planta se desfaz e demonstra que a solubilidade depende desta substância isolada. Para separar estas substâncias Tswett utilizou vários tipos de sólidos orgânicos e inorgânicos em uma série de frascos contendo o extrato dissolvido na fração de éter de petróleo com ponto de ebulição mais alto e observou que cada sólido retirou uma parte do extrato.

Este esquema de extração foi apresentado por Tswett em Março de 1903 à Sociedade de Naturalistas da Universidade de Varsóvia e o resultado desta extração foi publicado na revista da sociedade em 1905. Tswett chamou as etapas de separação do processo de absorção por precipitação. Neste mesmo trabalho em 1905 Tswett relatou que frações poderiam ser obtidas por um processo que ele denominou de adsorção por filtração. Neste trabalho não aparece o uso da palavra cromatografia1.

Primeira página do trabalho apresentado por Tswett de 1903 com publicação em 19051.

Este trabalho publicado em 1905 iniciou uma polêmica com pesquisadores alemães de renome na área de clorofilas, que questionaram a validade desta nova técnica descrita pelo russo. A utilização científica da palavra cromatografia ocorreu em 1906 quando Tswett defendeu seu trabalho inicial com outras duas publicações mais detalhadas de suas pesquisas, apresentando uma descrição do seu método e os resultados obtidos com extratos contendo clorofila. Neste estudo, Tswett utilizou um tubo de vidro contendo um sólido orgânico ou inorgânico realizando mais de cem testes. Através dos resultados com estes sólidos, Tswett selecionou o carbonato de cálcio, a inulina e a alumina para a extração dos pigmentos das folhas das plantas.

A separação aconteceu pela passagem descendente da solução de extrato por um líquido apolar. Após vários testes a melhor fase móvel selecionada foi a com éter dietílico. A separação foi sinalizada pelas bandas de diferentes cores que apareceram e a passagem da fase móvel foi interrompida quando as substâncias se separaram, sem serem eluídas da coluna. A separação das substâncias ocorreu empurrando o sólido para fora da coluna, separando as bandas de cor diferente com uma espátula, e extraindo com um solvente adequado as substâncias contidas nas bandas, para obter o seu espectro na região do visível1-2.

A figura abaixo (a) apresenta o aparato construído para a cromatografia, capaz de correr até cinco colunas cromatográficas ao mesmo tempo. Neste sistema cromatográfico, Tswett montou um mecanismo com uma pera de borracha capaz de aumentar a pressão sobre a coluna para facilitar o fluxo do solvente através do adsorvente. Após a separação dos pigmentos, as colunas eram removidas do aparato e o adsorvente mecanicamente retirado da coluna. Os anéis coloridos eram, então, fisicamente separados e as substâncias removidas do adsorvente por meio de extração com solvente. A figura apresenta a opção de uma montagem para uma coluna maior (b), onde a base da coluna era submetida à baixa pressão com o auxílio de uma trompa d´água acoplada ao frasco. E, por fim, Tswett apresenta o primeiro cromatograma com a identificação das substâncias separadas (c)3

Esquema de extração de Tswett no seu artigo em 19063

Títulos dos dois estudos de Tswett publicados em 19061

Neste segundo estudo publicado em 1906 aparece a palavra cromatografia descrita no título descrevendo o processo, e cromatograma, para descrever as bandas separadas na coluna. A origem da palavra cromatografia indica que “cromo" vem do grego chroma, com o significado de cor, e "grafia" que também vem do grego graphe, significa escrever1-2.

Dr. Michael Tswett ao lado de seu sistema de cromatografia3

Sem o registro deste trabalho realizado por Tswett em 1906 o nosso mundo não seria como é hoje devido a importante contribuição que a cromatografia vem fazendo à ciência. A influência deste estudo fez com que cientistas buscassem o aprimoramento da técnica de cromatografia abrindo espaço para sua evolução.

A escalada da cromatografia possibilitou a transformação da técnica que continuaremos a ver no nosso próximo encontro.

Fonte de pesquisa:

1 H. Collins, Carol. Michael Tswett e o “nascimento” da Cromatografia. Instituto Internacional de Cromatografia, c2019. Disponível em:

< http://www.iicweb.org/scientiachromatographica.com/files/v1n1a1.pdf>. Acesso em 27 de Julho de 2019.

2 H. Collins, Carol. 2006 - Cem anos das palavras cromatografia e Cromatograma. Scielo, c2019. Disponível em:

<http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422006000400045>. Acesso em 27 de Julho de 2019.

3 Pacheco, S.*; Borguini, R. G.; Santiago, M. C. P. A.; Nascimento, L. S. M.; Godoy, R. L. O. História da Cromatografia Líquida. Rev. Virtual Quim, c2019. Disponível em:

< http://rvq.sbq.org.br/imagebank/pdf/v7n4a13.pdf>. Acesso em 29 de Julho de 2019

Artigo escrito por: Leandro Scapin (Químico Industrial pela UFRJ e Analista Sr Centro Técnico Abbott) Data: 01/08/2019.