Detectores en Cromatografía de Gases

Willy Knedel

llama

colector

hidrógeno

aire

electrodo

+

-

columna capilar

chimenea

sello

Esquema general de un FID

Características del FID• Robusto

• Para todos los compuestos orgánicos

• Uso general, medianamente sensible, nada selectivo

• OJO: tiene jets distintos para columnas empacadas y para columnas capilares

• La calidad de gases, tanto portador como de combustión, no es tan crítica

llama

aire

hidrógeno

electrodo -

colector+

columna capilar

sello

perla de RbCl

Esquema general de un NPD

• Mucho cuidado en el elemento activo (perla de RbCl calentada) !!!!

• Requiere buena calidad de gases de combustión

• Exigente en cuanto a la relación de hidrógeno y aire para optimizar la sensibilidad

• Extremadamente sensible para organofosforados y organonitrogenados, pero no lo suficientemente selectivo

Características del NPD

Cómo funciona el NPD?• Buena pregunta! No se sabe a ciencia cierta

• El elemento activo con la sal de Rubidio logra una mejor ionización de los enlaces C-N y C-P, y de allí la mayor sensibilidad hacia los compuestos orgánicos que contienen los átomos N y P

Capa fundida de sal de Rubidio

Zona de especies activas (zona de detección)

Alambre de platino

Cilindro de alúmina

Consejos prácticos para el NPD• Nunca cierre los gases antes de haber

quitado la corriente hacia el elemento activo!!!!

• No use detergentes a base de fosfatos

• Los solventes organoclorados afectan la vida útil del elemento activo

• Los reactivos silanizantes, y por ende, las fases a base de siliconas también pueden afectar negativamente al elemento activo

• Nunca emplee detectores de fugas comunes

Ni63

gas auxiliar

gas auxiliar

cátodo -

colector +

Esquema general de un ECD

columna capilar

sello

• El gas auxiliar juega un papel fundamental en el proceso de detección

• Es muy sensible a la calidad del gas acarreador y del gas auxiliar

• Requiere hasta 24 horas para equilibrar y optimizar señal

• Muy sensible a organohalogenados, pero no lo suficientemente selectivo

Características del ECD

Cómo funciona el ECD ?• Electrones β provenientes del Ni63, que son

electrones rápidos, impactan moléculas del gas auxiliar y/o portador.

• Al impacto un electrón β genera varios electrones de menor energía

• Estos cierran el puente entre un potencial eléctrico

• Las moléculas electrofílicas capturan los electrones lentos

• La diferencia en corriente debido a la sustracción de electrones se amplifica

ánodo ánodo

cátodo cátodo

Voltaje encendido

Voltaje apagado

corriente

Respuesta relativa del ECD a compuestos orgánicos

• Hidrocarburos 1• Éteres, ésteres 10• Alcoholes, cetonas y aminas alifáticas,

compuestos mono-Cl y mono- F 100• Compuestos mono-Br, di-Cl, di-F 1,000• Anhídridos y compuestos tri-Cl 10,000• Compuestos mono-I, di-Br, poli-Cl

y poli-F 100,000• Compuestos di-I, poli-Cl y poli-F 1,000,000

Detección con ECD

Esquema general de un FPD

llama

fotomultiplicadorventanas de cuarzo

filtro óptico

• Extremadamente selectivo para organofosforados y organoazufrados

• Requiere buena calidad de gases de combustión

• Más sensible que el FID, menos que el NPD

• Exigente en cuanto a la relación de hidrógeno y aire para optimizar la sensibilidad

Características del FPD

Cómo funciona el FPD?• Hidrocarburos con fósforo y azufre producen

especies quimioluminiscentes en una llama tipo FID.

• El azufre forma una molécula metaestable S=S• El fósforo una molécula metaestable HPO• Cuando decaen de su estado metaestable, liberan

energía como fotones con longitudes de onda específicas.

• El filtro óptico se utiliza para darle selectividad hacia una u otra longitud de onda

Detección con FPD (P)

Detección ECD/FPD (P)

columna

reactortubo de reacción

gas para reacción

escape

férrula reductora

tubería de transferencia

Entrada de solvente

Celda de conductividad

tubería de descarga

Esquema general de un ELCD

• Detector muy sensible y muy específico para compuestos con halógenos, nitrógeno y azufre.

• La temperatura del reactor y el tipo de gas de reacción determinan su respuesta hacia cada uno de los heteroátomos anteriores; también debe escogerse el solvente para los distintos modos de análisis

• Requiere un mantenimiento periódico en lo que respecta al solvente, al reactor y a la celda de conductividad

Características del ELCD(HALL)

• El efluente se mezcla con gas de reacción reductor u oxidante, según la especie

• Los productos de reacción en el tubo (generalmente Ni) se recogen en un solvente desionizado formando una solución conductora

• La conductividad se mide y convierte en señal cromatográfica

• Las temperaturas de reacción son del orden de 850ºC (halógenos)

Cómo funciona el ELCD?

Sensibilidad de los Detectores Cromatográficos