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La cromatografía de gases es una técnica cromatográfica en la que la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatográfica. La elución se produce por el flujo de una fase móvil de gas inerte. A diferencia de los otros tipos de cromatografía, la fase móvil no interacciona con las moléculas del analito; su única función es la de transportar el analito a través de la columna.
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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