DETECTORES CROMATOGRÁFICOS

Presentación del tema: "DETECTORES CROMATOGRÁFICOS"— Transcripción de la presentación:

1 DETECTORES CROMATOGRÁFICOS
EQUIPO: Yudali Acosta Sergio Mazun Milton Puerto Adriana Solís

2 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.

3 Tiempo de respuesta corto Mínima cantidad detectable Respuesta / Señal
Características Alta sensibilidad Linealidad Tiempo de respuesta corto Mínima cantidad detectable Respuesta / Señal

4 TIPOS DE DETECTORES Cromatografía de gases Detectores Universales
Detectores Selectivos Detectores Específicos

5 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.

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7 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

8 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

9 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

10 La aplicación de un potencial a la célula del detector de captura, permite que los electrones térmicos sean recogidos en un electrodo colector, estableciéndose 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

11 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 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.

12 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.

13 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

14 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 g/s para fósforo y g/s para azufre, con un rango dinámico lineal de aproximadamente

15 DETECTOR DE FOTOIONIZACIÓN
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. Prácticamente la totalidad de los compuestos orgánicos dan algún tipo de respuesta con estos detectores. 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. 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.

16 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.

17 DETECTOR Conductividad Electrolítica
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.

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19 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.

20 Asegura una larga duración y extraordinaria sensibilidad.
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.

21 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

22 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.

23 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.

24 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 Interfase

25 Referencias Harris, D. Análisis Quimico Cuantitativo; 4a ed. Reverté: España, pp. 599 Skoog, D. Fundamentos de Química Analítica, 2a ed. Reverté: España, 2001 pp Facultad de Química UNAM “Detectores” (Consultado Marzo 2014) Miriam Barquero Quirós ; Principios y aplicaciones de la cromatografía de gases, 1 Ed ; San José : Ed ; Química 10, pp