DETECTORES CROMATOGRÁFICOS

EQUIPO:• Yudali Acosta• Sergio Mazun • Milton Puerto• Adriana Solís

DETECTOR• Dispositivo capaz de señalar la elución de un componente

de la muestra y ofrecer, al mismo tiempo, una señal proporcional a la cantidad de substancia que pasa a través de él.

• Los detectores utilizados en cromatografía de gases no ofrecen señal cuando pasa por ellos solamente el gas portador y responden ante alguna propiedad que pueda variar cuando éste se encuentra mezclado con alguna substancia eluida de la columna.

Características

Alta sensibilidad

Linealidad

Tiempo de respuesta cortoMínima cantidad

detectable

Respuesta / Señal

TIPOS DE DETECTORES

Cromatografía de gases

Detectores Universales

Detectores Selectivos

Detectores Específicos

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA• Este tipo de detector responde a la diferencia de conductividad

térmica existente entre el compuesto que eluye de la columna y el gas portador.

• El detector de conductividad térmica es universal y no es destructivo

• Se utiliza para el análisis de gases permanentes, hidrocarburos ligeros y otros tipos de compuestos que ofrecen una respuesta pobre en otros tipos de detectores.

• Su sensibilidad oscila entre 10-6 y 10-8 g, con un rango dinámico lineal de aproximadamente cuatro órdenes de magnitud.

IONIZACIÓN DE LLAMA• Es el más ampliamente utilizado en cromatografía de

gases

• Este tipo de detector es universal, ya que es selectivo hacia los compuestos que presenten enlaces C-H, por lo que muy pocos compuestos no dan señal en él.

• Ofrecen una elevada sensibilidad, gran estabilidad y un rango dinámico lineal excepcionalmente elevado; todo ello, junto con una gran sencillez de utilización

El gas procedente de la columna se

mezcla con hidrógeno y

esta mezcla se quema en una

cámara con exceso de

aire.

Por encima de la llama, se dispone un

colector cilíndrico

polarizado con el fin de recoger los

iones generados

Se mide la corriente

iónica que se establece

entre la punta del

quemador y el electrodo

colector

CAPTURA ELECTRÓNICA• El detector de captura electrónica es probablemente el

dispositivo analítico más sensible que se conoce, es enormemente utilizado para la detección y cuantificación de trazas.

• Se utiliza una fuente de radiación β- para bombardear el gas portador que pasa a través de una cámara de ionización, generándose de esta forma un plasma de iones positivos, radicales libres y electrones térmicos

• Responde de forma muy selectiva frente a compuestos que presenten grupos con elevada afinidad electrónica, en particular halógenos y grupos nitro

•

La aplicación de un

potencial a la célula del

detector de captura,

permite que los electrones térmicos sean recogidos en un electrodo

colector, estableciéndo

se de esta forma una

corriente de fondo

Cuando un compuesto

activo, entra junto con el gas portador en la célula de medida, se origina una disminución

de la corriente de

fondo del detector

Las fuentes de

partículas β utilizadas en este tipo de detectores

son emisores

débiles, 3H, 63Ni, 55Fe, o electrones

emitidos por efecto

termoeléctrico

NITRÓGENO-FÓSFORO• También conocido como detector termoiónico o detector de llama

alcalina.

• Está basado en el hecho de que la adición de una sal de metales alcalinos a la llama de un detector de ionización aumente la respuesta de éste hacia determinados elementos (fósforo, nitrógeno, azufre, etc.).

• Su selectividad depende de parámetros tales como la temperatura, la forma y el tamaño de la llama, la composición de la sal alcalina, etc.

• Ofrece una sensibilidad de aproximadamente 10-13 g/s de nitrógeno y 5x10-14 g/s de fósforo, con una especificidad de 104 sobre compuestos que no presenten estos átomos y su rango dinámico oscila entre 104 y 105.

• Utilizado en el campo de medio ambiente, fundamentalmente para la determinación de residuos de plaguicidas.

• El principal problema que presenta este detector es la inestabilidad de su respuesta, debida fundamentalmente a contaminación o pérdida de actividad de la perla alcalina, por lo que es necesario realizar calibraciones con relativa frecuencia.

FOTOMETRÍA DE LLAMA• Utiliza una llama de hidrógeno para excitar a un estado electrónico

elevado fragmentos de moléculas que contengan átomos de azufre o fosforo.

• Las líneas analíticas de interés son seleccionadas por medio de un filtro (392 nm para determinar azufre y 526 nm para fósforo) y la intensidad de las radiación emitida es medida por medio de un fotomultiplicador.

• El gas portador procedente de la columna es mezclado con aire y quemado en una atmósfera de hidrógeno.

• Se utiliza un diseño de doble quemador con una segunda llama para producir la excitación; esto, para así evitar el fenómeno de apagado de llama, que se da en este tipo de detectores, cuando eluye de la columna un compuesto en gran cantidad

• La sensibilidad y selectividad de este tipo de detectores son variables, dependiendo de su diseño y de las condiciones de trabajo.

• Un valor de sensibilidad típico es 10-13 g/s para fósforo y 10-12 g/s para azufre, con un rango dinámico lineal de aproximadamente 1.000.

Estos detectores , utilizan para generar la radiación un tubo de

descarga que contiene una mezcla de gases a baja

presión; estos son excitados por medio de una diferencia de potencial que se mantiene entre

2 electrodos.

Basados en la utilización de los fotones generados en una lámpara de descarga para

ionizar los compuestos orgánicos que emergen, junto

con el gas portador de la columna cromatografía.

El gas portador pasa a través de una

cámara de ionizacion,separada físicamente del tubo

de descarga por medio de una

ventana transparente al de la radiación.

Prácticamente la totalidad de los

compuestos orgánicos dan algún tipo de respuesta con

estos detectores.

DETECTOR DE FOTOIONIZACIÓN

Los compuestos que eluyen de la columna son ionizados por los

fotones de alta energía procedentes de la lámpara y los iones generados los recoge un electrodo

polarizado.

• La sensibilidad del Detector de Fotoionización es dependiendo del potencial de ionización del compuesto de que se trate; la respuesta del detector frente a los compuestos orgánicos sigue el orden general:

Compuestos Aromáticos > Alquenos > Alcanos > Alcoholes > Esteres > Aldehídos > Cetonas

En general , el detector de fotoionización es entre 5 y 10

veces mas sensible que el detector de ionización de

llama frente a los alcanos y es 35 veces mucho mas

sensible en los compuestos aromáticos.

Esta basada en la medida de variaciones de la conductividad que presenta una disolución de electrolitos ; estos se forman por disolución en agua de los productos de las sustancias eluidas ; eso quiere decir que solo las sustancias que contengan grupos capaces de comportarse como electrolitos serán detectables por el medio.

La descomposición de las sustancias eludas se lleva a cabo por pirolisis o de reacciones catalizadas en un horno de flujo de bajo volumen formado normalmente por un tubo de níquel o cuarzo de pequeño diámetro manteniendo una temperatura entre los 500 ° C y 1000 °C

Las reacciones catalizadas de oxidación y reducción , se realizan mezclando el gas portador con Oxigeno, Aire y Hidrogeno a la salida de la columna y haciendo pasar este mezcla por un catalizado contenido dentro de un tubo reactor.

Estos detectores ofrecen una buena sensibilidad del elemento con el que se este trabajando , una buena selectividad y un rango dinámico lineal. Pero no es fácil usar estos detectores porque cualquier contaminación, un catalizador desactivado o algún filtro químico agotado refleja en el

equipo deformación de picos y ruido elevado.

DETECTOR CONDUCTIVIDAD ELECTROLÍTICA

CG-EM

Parámetros que mide: Separación y cuantificación de sustancias volátiles / Hidrocarburos Aromáticos Polinucleares en aguas, sedimentos y organismos.

Descripción general: Una muestra se hace pasar a su estado gaseoso y posteriormente se hace circular por una columna capilar la cual separa los componentes de la mezcla,

posteriormente cada componente de la mezcla se hace pasar por el detector de masas el cual rompe las moleculas en pequeños fragmentos los cuales son posteriormente leídos

generando un espectro de masas.

Consta de una línea de transferencia, una fuente de iones, un cuadrupolo, un filtro de masas, un detector y un registrador de datos.

Detector

Asegura una larga duración y

extraordinaria sensibilidad.

Registra la corriente

producida cuando un ion pasa cerca

o golpea una superficie. En un instrumento de exploración la

señal es producida en el detector durante

la trayectoria de la misma (en qué

m/z) y producirá un espectro de

masa

Para identificación de compuestos

conocidos y desconocidos así

como su cuantificación, a

partir de su espectro de

masas.

Cuadrupolo de cuarzo recubierto

en oro

Consiste en 4 varas hiperbólicas perpendiculares a

cada uno conectadas

eléctricamente entre sí en pares

opuestos

A dichos pares se les aplica una tensión de

radiofrecuencia variable que sintoniza con un determinado ion. Cuando existe sintonía

entre el ion que está pasando por ellas y

la frecuencia aplicada, dicho ion continúa su camino

desviándose todos los demás no sintonizados fuera

del cuadrupolo y de esta manera no impactan en el

detector

Las superficies hiperbólicas

submicrónicas, ofrecen un nivel

máximo de transmisión,

manteniendo la resolución en todo el rango de masas

Interfase

• Temperatura de la interfase de 100° a 350°C seleccionable por el usuario • Conducto calentado dentro del MSD para la columna capilar. • Unido con un perno al lateral derecho de la cámara del analizador, con un sello de

arandela. • Un extremo de la interfase GC/MSD pasa por el lateral del cromatógrafo de gases y se

extiende hasta el horno del GC. Este extremo está roscado para permitir la conexión de la columna con una tuerca y una férrula.

• El otro extremo de la interfase se ajusta en la fuente de iones. • Se calienta mediante un calentador de cartuchos eléctrico.

CG-IR

Proporciona un potente medio para la separación y la identificación de los componentes de mezclas complejas

Ventajas de método de FT: 1) mejorar la resolución de los espectros 2) obtener mayor sensibilidad. La mejora de sensibilidad es consecuencia de una mayor energía de flujo del haz de luz hasta llegar al detector y de la mejora de la relación señal/ruido (S/N) por promediación de interferogramas.

Interfase

Un tubo o conducto de luz de 10 a 40 cm de longitud y de 1 a

3 mm de diámetro interno se conecta a la columna mediante un tubo estrecho. El conducto

de luz, que se muestra esquemáticamente en la Figura

consiste en un tubo de Pyrex recubierto internamente con oro

La transmisión de la radiación tiene lugar por

múltiples reflexiones en la pared. A menudo se

calienta el conducto de luz con objeto de evitar la condensación de los

componentes de la muestra

Los conductos de luz de este tipo se diseñan para

maximizar el camino óptico y aumentar la sensibilidad, minimizando, a su vez, el volumen muerto para así

disminuir el ensanchamiento de banda

Referencias• Harris, D. Análisis Quimico Cuantitativo; 4a ed. Reverté:

España, 2003. pp. 599• Skoog, D. Fundamentos de Química Analítica, 2a ed.

Reverté: España, 2001 pp.698-702• Facultad de Química UNAM “Detectores”

http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/5.4CromatografiadeGasesDetectores_2760.pdf

• (Consultado Marzo 2014)• www.mncn.csic.es/docs/repositorio/es_ES/investigacion/

cromatografia/cromatografia_de_gases.pdf• Miriam Barquero Quirós ; Principios y aplicaciones de la

cromatografía de gases, 1 Ed ; San José : Ed ; Química 10, pp 30-32.