Principios de análisis instrumental

o +------+--- x4 5 6 L o l 2 3 o 10 7 1 10 4 10 a) T = 45 °C 20 30 b) 8 1 1 5 20 e) T programada (ver eje inferior) 20 Tiempo, min Temperatura, oc 30 30 FIGURA 27.8 Efecto de la temperatura en los cromatogramas de gases. a) isotérmica a 45 °(; b) isotérmica a 145 oe, y e) programada de 30 a 180 oc. (Tomada de W. E. Harris y H. W. Habgood, Programmed Temperature Gas Chromatography, New York: Wiley, 1966, p. 10. Reimpresa con autorización .) ))) 278 Instrumentos para la cromatog rafía gas-líquido 707 2. Buena estabilidad y reproducibilidad. 3. Respuesta lineal para los so lutos que se extienda a varios órdenes de magnitud. 4. Intervalo de temperaturas desde la temperatura ambiente hasta al menos 400 oc. 5. Tiempo de respuesta corto independiente de la tasa de flujo. 6. Alta confiabilidad y manejo sencillo. El detector debería estar a prueba de la impericia de operadores inexpertos, si es posible. 7. Respuesta semejante para todos los so lutos o, por el contrario, una respuesta se lectiva y altamente predecible para uno o más tipos de solutos. 8. No debe destruir la muestra. No hace falta aclarar que actualmente no hay un detector que reúna todas estas características. Algunos de los detectores más comunes son los que se mencionan en la tabla 27.1. Enseguida se describen varios de los detectores más usados. Detectores de ionización por flama El detector de ionización por flama (FID, por sus siglas en inglés) es el que más se utiliza y, por lo general, uno de los que más se aplican en cromatografía de gases. En un detector como el que se muestra en la figura 27.9, el efluente de la columna se dirige a una pequeña flama de hidrógeno y aire. La mayoría de los com– puestos orgánicos produce iones y electrones cuando se pirolizan a la temperatura de una fl ama de hidrógeno- aire. La detección implica controlar la corriente producida al recolectar estos por– tadores de carga. Cuando se aplica una diferencia de potencial de unos pocos cientos de volts entre el extremo del quemador y un electrodo colector situado por encima de la fl ama, los iones y los electrones se dirigen hacia el colector. La corriente resultante (- 1O - Iz A) se mide con un picoamperímetro de alta impedancia. La ionización en la flama de los compuestos que contienen car– bono es un proceso no muy bien conocido, aunque se observa que el número de iones que se produce es relativamente proporcional al número de átomos de carbono que se reducen en la flama. Puesto que el detector de ionización por flama responde a la cantidad de átomos TABLA 27.1 Detectores característicos para cromatografía de gases " ~ - - .- ~---- -----.--~~ -· --- -·- ~--·.,...,......----~-~----·. ·- - .. ~.·::.-._.---:-'_._""~-~-.~.~~~-l~~3"":;"!"~~~-:'""'l"'""~~...:-~ Tipo -· Muestras aplicables · . ·' ·· : · ·-·~ .- :' Límite de detección típico~ .<1 - "'-~ . '. -- _-::.__ ~ ·- ----·~·-- -~-~·~- ........ :<:.t ... .:_·~_).,.. ... ~-'"' ~..J. --~ .... ·-- .:.. - :.~--~- .. Ionización por flama Conductividad térmica Captura de electrones Espectrómetro de masas (EM) Termoiónico Conductividad electrolítica (Hall) Fotoionización IR con transformada de Fourier FTIR Hidrocarburos Detector universal Compuestos halogenados 1 pg/s 500 pg/mL 5 fg/s Ajustable a cualquier especie 0.25-100 pg Compuestos de nitrógeno y fósforo 0.1 pg/s (P), 1 pg/s (N) Compuestos que contiene halógenos, azufre o nitrógeno 0.5 pg Cl/s, 2 pg S/s, 4 pg N/s Compuestos ionizados por radiación UV 2 pg C/s Compuestos orgánicos 0.2-40 ng