introducción clasificación de los detectores universales selectivos específicos ofrecen la...
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Detectores universales y selectivos en CG y su
aplicación en el análisis químico
Introducción
Clasificación de los detectores
Universales
Selectivos
Específicos
Ofrecen la ventaja de responder
prácticamente ante cualquier compuesto que puede eluir de la
columna.
Ventajoso, responden
únicamente frente a un grupo limitado de
compuestos , los cromatogramas que son simplificados.
Características de un detector ideal para CG
Adecuada sensibilidad
Buena estabilidad y
reproducibilidad
Respuesta lineal para los
solutos
Amplio intervalo de temperatura, hasta los 400
°C
Tiempo de respuesta
corto
Alta fiabilidad y manejo sencillo
Respuesta selectiva y predecible
No produce la destrucción de
la muestra
Detector de Ionización de Flama (FID)
Responde rápidamente a los componentes que contienen carbono e hidrogeno para una menor medida para algunos componentes que contienen solamente carbono.
Es insensible al agua, aire y a la mayoría de los gases acarreadores.
Puede ser construido con un pequeño volumen interno, el cual lo hace especialmente adecuado para el capilar de CG.
Para el uso con columnas capilares, una punta de chorro más pequeño se utiliza con el fin de aumentar la sensibilidad del detector.
Respuesta de un FIDLa muestra que está siendo quemado en una mezcla rica en
combustible y la producción de
iones.
Se producen electrones
Cualquiera de iones o de electrones se
recogen en un electrodo y
producen una pequeña corriente.
No hay iones presentes
La línea de base es estable
La corriente se convierte fácilmente
en un Voltaje y se amplifica para
producir una señal
Los gases empleados deben estar libres de
impurezas de hidrocarburos
El FID es sensible a la masa de flujo, lo que
significa que la respuesta de área para
un compuesto no cambia
La comprobación de la presencia de vapor de agua es el mejor
método para asegurarse de que el encendido de la llama
ha sido un éxito
Aire
Hidrógeno
Gas portador
El funcionamiento correcto de este
detector depende de la
elección adecuada de los
tres flujos usados:
Realiza medidas absolutas
El funcionamiento de la FID se basa en la detección de iones formado durante la combustión de compuestos orgánicos en una llama de hidrógeno.
Llama de hidrogeno
Flujo de corrienteResistencia entre
electrodosRegistrador
Sistema de electrodosDetector
Grupos funcionales que no dan respuesta en este detector:
halógenoCarbonilo Alcohol Amina
Tampoco responden gases no inflamables:
Óxidos de nitrógenoAgua SO2 CO2
DETECTOR DE IONIZACIÓN DE FLAMA
Detector de conductividad térmica (TCD).Miden cambios en la
conductividad térmica de un gas eluido.
Forma más general de
detectar toda clase de
compuestos.No es sensible en
columnas tubulares de pequeño calibre de
alta resolución.
Útil para trabajo cuantitativo
No requiere de otro gas a parte del gas
acarreador.
Consiste en 4 filamentos: 2 están inmersos en una corriente de gas de referencia, y los otros 2 se sumergen en la corriente de gas eluido.
Con un flujo constante de gas portador puro a través de los filamentos, se tiene una transferencia de calor constante de los filamentos al gas.
La sensibilidad incrementa a medida que la diferencia de temperatura entre el filamento y la pared del detector incremente
El helio es el gas portador que conduce a medidas de mayor sensibilidad, referida a un mayor cambio en la conductividad del gas eluido con respecto a su cambio en concentración.
Los componentes de las muestras tienen conductividades térmicas por debajo de las del
helio.
Detector de fotoionización (PID photoionization detector)
Este tipo de detector es muy
selectivo para los compuestos
aromáticos y no saturados
Utiliza una fuente ultravioleta para ionizar un analito
Longitud de onda entre 106-150nm
Los iones producidos son colectados por
electrodos
Es un método no destructivo
dependiente de la concentración
Límite de detección de ~2pg/seg
Su modo de detección es debido a los potenciales de
ionización de los componentes analizados.
Detector de fotoionización
Detectores de quimioluminiscencia del azufre (SCD) Se basa en la
reacción entre componentes azulfurados y el ozonoÚtil en la detección de contaminantes como los mercaptanos
Los gases obtenidos se mezclan con el
ozono, y se mide la intensidad de emisión
resultante
El eluyente se mezcla con hidrógeno y aire y se produce la llama.
Detectores de emisión atómica (AED)El efluente se introduce en un plasma de helio
obtenido con microondas (acoplado a un
espectrómetro óptico de emisión de diodos en
serie)
El plasma atomiza todos los elementos de la
muestra
Los espectros son recogidos en un
espectrómetro que utiliza una serie de diodos
Detectores termoiónicos (TID)Selectivo de compuestos
orgánicos que contienen fósforo y
nitrógeno
Es más sensible que el FID
Genera una gran corriente de iones P⁺
y N⁺
El efluente de la columna se mezcla
con hidrógeno, pasa a través de la llama y
se quema
Útil para la detección y
determinación de pesticidas que
contienen fósforo
Detectores fotométricos de llama (FPD)
Es selectivo
Las bandas se aíslan a través de filtros
Convierte parte del fósforo a HPO (510 y 526 nm), y el azufre en S₂ (394 nm)
El eluyente se hace pasar por una llama de hidrógeno-aire a baja temperatura
Sensible a compuestos que
contengan azufre y fósforo
Utilizado para análisis de
contaminantes en el aire y el agua
Tipo de detector Muestras aplicables
Ionización de llama (FID) Hidrocarburos
Conductividad térmica (TCD) Detector universal
Captura de electrones (ECD) Compuestos halogenados
Espectrómetro de masas (MS) Para cualquier especie
Termoiónica (TID) Compuestos de nitrógeno y fósforo
Conductividad electrolítica Compuestos que contienen halógenos, azufre o nitrógeno
Fotoionización Compuestos ionizados por radiación UV
IR de transformada de Fourier (FTIR) Compuestos orgánicos
Acoplamiento de la CG con métodos espectroscópicos Proporcionan la identificación de
componentes de mezclas complejas
Antes
• Se evitaba la destrucción y la selectividad de los gases efluentes
• Se recogían como fracciones en una trama fría
• Las fracciones se investigaban por RMN, IR o EM
En la actualidad
• Utilizan un detector selectivo para controlar el efluente de la columna
Cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS)
La columna capilar se une directamente en la cámara de ionización de un EM
En el caso de columnas rellenas o columnas megacapilares, la unión es a través de un separados de chorro
A partir de los 70´s se han diseñado espectrómetros de masa como detectores,
como el instrumento de cuadrupolo compacto
Los detectores de EM presentan sus
datos en dos categorías:
De tiempo real
Se presentan en la pantalla de un
osciloscopio o como un gráfico a tiempo
real
Reconstruidos por ordenador
Pueden presentarse en la pantalla o
pueden imprimirse
Dentro de estos se puede elegir entre diferentes
cromatogramas Los que
registran la
intensidad de los iones
Los que registran
la intensidad de un ion selecciona
do
Los espectros de masas
de diversos
picos
AplicacionesIdentificación
de componentes en sistemas naturales y biológicos
Identificación de
contaminantes en el agua
Útiles para diagnósticos
médicos
Estudios sobre los metabolitos
de fármacos
Detectores de trampa de iones
El más simple
Los iones atrapados se expulsan del área de
almacenamiento hacia un detector
multiplicador de electrones
Los iones se generan por impacto de electrones o por
ionización química
Requiere una muestra eluida, y mantenida en
un campo de radiofrecuencia
Es muy utilizado en el campo de medio ambiente, fundamentalmente para la determinación de residuos de plaguicidas, debido a su sensibilidad y especificidad.
Responde a hidrocarburos.
Detector de captura electrónica
Ocupa el segundo lugar entre los
detectores de más utilización
Como gas portador solo utiliza
hidrogeno, gases nobles o nitrógeno
Utiliza una fuente de radiación β para bombear el gas
portador
Especifico para moléculas que
contienen halógenos, carbonilos
conjugados, nitrilos y nitrocompuestos
Si se utiliza la inyección con división debe
contener mayor o igual a 100 ppb de
cada analito
No destruye la muestra
ReferenciasPasto, D., Johnson, C. Determinación de estructuras
orgánicas. Reverté: Barcelona, 2005. pp. 43, 44Olguín, L; Métodos en biotecnología. Cromatografía
de gases. Universidad nacional autónoma de México [en línea] 2004, 46, 19-20
Harris, D; Análisis químico cuantitativo, 3° ed. Editorial Reverté, España, 2007. Pp 594
Skoog, ., Holler, ., Nieman, . Principios de análisis instrumental 5ª ed. Editorial Pp 765, 767-770 , 777-780
Daniel Harris ;Análisis químico cuantitativo; Ed reimpresa; editorial Reverte, 2007. p 599
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