UFRRJ
INSTITUTO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
LABORATÓRIO DE PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
Coordenação: Prof. Dr. Gerson L. V. Coelho
Produto: Cosmogen ® GA
Fórmula molecular: C2H2O3
Denominação Química: Ácido Glioxilico
INCI name
Glyoxylic Acid
CAS
298-12-4
Análise da decomposição do Ácido Glioxílico
Amostras (fornecidas pela Cosmociência Especialidades Químicas Ltda.)
Condições utilizadas nas análises por GC/MS - SPME
Temperatura do Injetor: 250 °C
Temperatura do Detector: 250 °C
Temperatura da interface de transferência: 250 °C
Faixa de massas analisadas: 28 a 450 m/z
Coluna: Rtx5 – MS (30 m x 0,25 mm x 0,25 µm)
Programa de temperatura: 40°C (5min), 7 °C/min até 200 °C (5min)
Pressão no injetor: 15,5 kPa
Vazão na coluna: 0,60 ml/min
Modo de injeção: split 1:10
Fibra Utilizada: 100 µm PDMS
Condições utilizadas nas análises por GC - SPME
Temperatura do Injetor: 250 °C
Temperatura do Detector: 250 °C
Coluna: HP-INNOWAX (60m x 0,32 mm x 0,25 µm)
Programa de temperatura: 50°C (5min), 7 °C/min até 170 °C (3min)
Pressão no injetor: 91 kPa
Vazão na coluna: 1.5 ml/min
Modo de injeção: splitless
Fibra Utilizada: 100 µm PDMS
Análise da decomposição do Ácido Glioxilico (Cosmogen ® GA)
LPS/DEQ/UFRRJ, 01/09/2011
Amostras
Solução de Ácido Glioxílico 50%
As decomposições das amostras aconteceram em uma câmara de alumínio
especialmente construída sobre uma placa de aquecimento para temperatura até 300 °C.
Os vapores resultantes da decomposição foram coletados através de um orifício na parte
superior da câmara por um vial em diferentes tempos ou expostos diretamente na fibra.
Os gases da decomposição coletados no vial foram expostos a uma fibra de PDMS para
extração por SPME e posterior exposição em GC e GC/MS. Experimentos também
foram realizados para as amostras dentro de um vial aquecidas a 90°C por meio de um
banho termostático.
Observações:
1) Como os experimentos foram exploratórios, as condições cromatográficas
também foram testadas para cada diferente teste realizado, por isso apenas a
temperatura final para cada teste não foi definida. Tal temperatura não prejudica
nenhum dos resultados, que podem ser utilizados com confiança, como
explicado em detalhes na observação 2;
2) Apenas a temperatura final (Tfinal) da coluna foi modificada, porém esta
alteração não afeta os resultados, visto que os componentes de interesse
atravessam a coluna durante os 7 primeiros minutos de análise. Ou seja, durante
o início do aquecimento da coluna, proporcionando as mesmas condições de
interação entre soluto e revestimento durante a eluição destes, e
conseqüentemente o mesmo tempo de retenção e mesmas condições de análise.
Isto pode ser observado nos cromatogramas, onde tem-se a igualdade dos
tempos de retenção, tanto para as análises de GC quanto para as análises de
GC/MS;
3) Os tempos de retenção para análises de GC e de GC/MS são naturalmente
diferentes entre si, devido a diferentes condições utilizadas e particularidades do
próprio equipamento. A saber, o GC/MS funciona com vácuo, o que aumenta a
velocidade com que uma substância é eluída na coluna.
Análise da decomposição do Ácido Glioxilico (Cosmogen ® GA)
LPS/DEQ/UFRRJ, 01/09/2011
Resultados das Análises
Análises por GC/MS – amostra de Formol
Padrão de Formol (SPME) (Tfinal = 110°C)
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Análises por GC/MS
Análise de decomposição do ácido Glioxílico (Tfinal = 131°C)
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Análises por GC/MS
Análise de componentes (Tfinal = 131°C)
Amostra a 90 °C por 40 minutos, seguido de resfriamento em temperatura ambiente por
25 min e exposição de fibra de SPME por 10 min.
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Análise de branco (fibra SPME pura) (Tfinal = 200°C)
Observação: é possível notar que o pico encontrado em todos os cromatogramas se
refere ao ar, isso pode ser dito pela análise do fragmentograma, através das
porcentagens de N2 (pico 28) e O2 (pico 32); que correspondem as frações do ar.
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Análises por GC - amostra de Formol
Padrão de formol (SPME) (Tfinal = 170°C)
Observação: Tempo de retenção do Formol em 6,601 min
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Análises por GC
Decomposição da solução diluída (900 uL em 100 mL) (120°C)
Observação: Pico de Formol em 6,625 min
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Análises por GC
Decomposição da solução concentrada (Tfinal = 170 °C)
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Observação: Pico do formol em 6,627 min
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Análises por GC
Análise de componentes (Tfinal = 170°C)
Amostra a 90 °C por 40 minutos, seguido de resfriamento em temperatura ambiente por
25 min e exposição de fibra de SPME por 10 min.
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Observação: Pico de formol não detectado. Pico provável de ácido glioxílico em 6,293
min.
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Análises por GC
Diluição a 30% da solução de ac. Glioxílico (50%) (Tfinal = 170 °C)
Experimento: foi adicionado na placa aquecedora (~250°C) 0,8 mL de solução, que
após evaporação foi recolhida durante10s em vial âmbar de 44 mL com septo
PTFE/silicone. A fibra de PDMS 100 µm foi exposta no vial, que estava na temperatura
ambiente (~25°C) durante 10 min.
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LPS/DEQ/UFRRJ, 01/09/2011
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Análises por GC
Diluída a 30% da solução de ac. Glioxílico (50%)
(Tfinal = 170°C)
Experimento: foi adicionado na placa aquecedora (~250°C) 0,8 mL de solução, que
após evaporação foi recolhida durante 10s em vial âmbar de 44 mL com septo
PTFE/silicone. A fibra de PDMS 100 µm foi exposta no vial, que estava na temperatura
ambiente (~25°C) durante 10 min.
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LPS/DEQ/UFRRJ, 01/09/2011
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LPS/DEQ/UFRRJ, 01/09/2011
Curva de Calibração de 2 pontos para o Formol. (Tfinal = 170°C)
Foram preparadas 2 soluções a partir de Formol (35-38 % m/m).
Solução 1: 0,2 mL de formol em 50 mL de água;
Solução 2: 1,5 mL de formol em 25 mL de água.
O preparo das amostras gasosas segui-se pela adição de 1 µL da solução correspondente
em vial âmbar de 44 mL com septo PTFE/silicone.
Após completa vaporização da amostra pela elevação da temperatura do vial, o mesmo
foi posto em resfriamento até alcançar a temperatura ambiente. Em seguida, a fibra de
PDMS 100 µm foi exposta para adsorção por 10 minutos na amostra e depois exposta
no injetor do cromatógrafo a gás para dessorção.
Solução 1 (0,2 mL de formol 35-38% em 50 mL de água)
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Solução 2: 1,5 ml de formol em 25 mL de água.
Observação: As condições cromatográficas utilizadas para o formol foram as mesmas.
Para melhor visualização as análises são mostradas apenas até os 14 minutos, visto que
nenhuma outra substância foi encontrada após este tempo.
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LPS/DEQ/UFRRJ, 01/09/2011
Análises por GC
Foram utilizadas as mesmas condições descritas anteriormente.
Não foi encontrado ácido fórmico em testes onde a amostra foi recolhida em vials.
Mistura de Ácido Glioxilico concentrado (teste de decomposição a 250°C)
(Tfinal = 200°C)
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LPS/DEQ/UFRRJ, 01/09/2011
Observação:
 Em nenhuma das análises foi encontrado o glioxal.
 O glioxal trimérico que é uma molécula grande, foi encontrado, porém com uma
similaridade abaixo de 90%, sendo, portanto desconsiderado.
 Todo o formol e/ou ácido fórmico identificado nas diferentes análises foi
considerado como traços em nível cromatográfico (cromatografia gasosa e
espectrometria de massa).
 Para as duas amostras padrão de formol (solução 1: 0,2 mL de solução 37%
formol em 50 mL de água; solução 2: 1,5 mL de solução 37% formol em 25
mL de água) obteve-se áreas do cromatograma: 5503 ( 0,034 ppm ) e 29453
( 0,505 ppm ) respectivamente.
 Os valores de área abaixo de cerca de 1800 estão fora do limite de detecção e
não é possível afirmar com certeza se realmente se trata da substância ou se
representa ruído do equipamento.
Conclusão:
Dentro dos limites de detecção do equipamento (1 x 10-9 g) não foi possível quantificar
o formol identificado durante a decomposição do ácido glioxílico. Portanto não pode
considerar quantitativamente a sua existência.