Detector de conductivitat tèrmica

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

El detector de conductivitat tèrmica s'utilitza en cromatografia de gasos i és un dels primers utilitzats. Té una àmplia aplicació i el seu ús es basa en la diferència de conductivitat tèrmica del gas portador quan circula també analit. Aquest tipus de detector s'anomena també catarómetro . El sensor d'un catarómetro consisteix en un element escalfat elèctricament (resistència). Aquesta resistència, per a una potència elèctrica constant, té una temperatura que depèn del gas circumdant. La resistència pot ser un fil fi de platí, or o tungstè, o un termistor semiconductor. La diferència bàsica entre els detectors de metall i el termistor semiconductor és que el segon té un coeficient de temperatura negatiu, en altres paraules, que la seva resistència disminueix a mesura que la temperatura augmenta.

Funcionament[modifica | modifica el codi]

Esquema d'un sensor.
Diagrama elèctric del detector

Es fan servir dos parells d'elements o sensors, un d'ells en el flux de efluent de la columna i l'altre en el corrent de gas prèvia a la cambra d'injecció de la mostra (gas net). En l'esquema elèctric es mostren com mostra i referència , respectivament. Mitjançant aquest muntatge elèctric, s'aconsegueix compensar l'efecte dels canvis de pressió, cabal i potència elèctrica, mesurant-se únicament els canvis en la conductivitat del gas.

En l'actualitat (2005) s'utilitzen també els sensors de filament únic, els quals no tenen deriva en la línia base, s'equilibren ràpidament i són molt sensibles. El funcionament d'aquest sensor consisteix en una càmera de 5 µl que conté un petit filament. Sobre ell es fan passar alternativament el gas de referència i el de sortida de la columna, amb una freqüència de 10 Hz, obtenint un senyal elèctric de 10 Hz l'amplitud depèn de la diferència entre la conductivitat tèrmica del gas de referència i del gas de sortida. Un altre avantatge d'usar un senyal de 10 Hz és que d'aquesta manera s'elimina el soroll tèrmic del sistema.

Els gasos emprats com a portadors permeten distingir amb facilitat quan el gas porta analit, pel fet que les conductivitats del hidrogen i heli són de 6 a 10 vegades més grans que la majoria de compostos orgànics. Aquest efecte no es dóna en altres gasos portadors com el nitrogen, per la qual cosa l'ús d'aquest detector està limitat a la utilització d'hidrogen o heli com a gas portador.

Avantatges d'aquest detector:

  • Simplicitat.
  • Ampli rang dinàmic lineal, 10 5 unitats.
  • Resposta universal a compostos orgànics i inorgànics.
  • Detector no destructiu.

Desavantatges:

  • Sensibilitat relativament baixa, 10 -8 g de solut/ml de gas portador.
  • Impossibilitat d'utilitzar-lo en columnes capil lars (cabal de sortida petit).