11.16 : Cromatografia gassosa: tipi di rilevatori-II

Nella cromatografia gassosa, vengono impiegati diversi rilevatori per soddisfare delle esigenze analitiche specifiche. Questi rilevatori sono spesso categorizzati in base ai loro meccanismi di rilevamento e ai tipi di composti che sono più adatti ad analizzare. I rilevatori a conduttività termica (TCD), i rilevatori a ionizzazione di fiamma (FID) e i rilevatori a cattura di elettroni (ECD) rappresentano le categorie più comuni, ciascuna con dei principi operativi e delle applicazioni uniche. Tuttavia, oltre a questi, esistono diversi altri rilevatori che sono progettati per attività più specializzate, per rilevare degli elementi specifici, dei gruppi funzionali o degli analiti in traccia, che i rilevatori per uso generico non possono misurare efficacemente.

I rilevatori termoionici sono selettivi verso i composti organici contenenti il fosforo e l’azoto. Rispetto al FID, sono altamente sensibili ai composti contenenti il fosforo, questo li rende utili per rilevare i pesticidi organofosfati. I rilevatori termoionici funzionano accendendo l'effluente della colonna miscelato con l’idrogeno, facendolo passare attraverso una fiamma e quindi facendo scorrere il gas caldo attorno a una perla di silicato di rubidio che viene riscaldata elettricamente, questo aumenta la sensibilità di rilevamento.

Il rilevatore di conduttività elettrolitica Hall rileva i composti contenenti gli alogeni, lo zolfo o l’azoto. I composti vengono miscelati con un gas di reazione ad alte temperature all'interno di un tubo del reattore. I prodotti risultanti vengono disciolti in una soluzione conduttiva e viene misurata la variazione di conduttività. A seconda del gas di reazione specifico e del solvente di conduttività, vengono utilizzate diverse modalità operative, come la modalità alogena, lo zolfo e l’azoto.

Il rilevatore di fotoionizzazione usa la radiazione ultravioletta da una lampada a idrogeno o argon per fotoionizzare le molecole che eluiscono dalla colonna GC. I composti con dei potenziali di ionizzazione inferiori vengono facilmente ionizzati e rilevati, mentre quelli con i potenziali di ionizzazione più elevati sono meno rilevabili. Gli ioni e gli elettroni prodotti dalla fotoionizzazione vengono raccolti in elettrodi polarizzati, rendendo questo rilevatore particolarmente sensibile agli idrocarburi aromatici e ad alcuni composti organosolforati o organofosforici.

I rilevatori di emissione atomica (AED) usano il plasma indotto dalle microonde (MIP), dal plasma ad accoppiamento induttivo (ICP) o dal plasma a corrente continua (DCP) per atomizzare ed eccitare gli elementi presenti nel campione. Gli AED sono selettivi per l’elemento e possono monitorare simultaneamente diversi elementi. Gli spettrometri di emissione atomica a matrice di diodi, o a dispositivo ad accoppiamento di carica, sono comunemente usati con il MIP per analizzare gli spettri atomici emessi.

Il rilevatore fotometrico a fiamma (FPD) risponde principalmente ai composti contenenti lo zolfo e il fosforo. L'eluente viene fatto passare attraverso una fiamma idrogeno-aria a bassa temperatura, convertendo il fosforo in una specie di oerossido di Idrogeno (o HPO), che emette delle radiazioni caratteristiche. Dei filtri adatti isolano le bande di emissione specifiche e la loro intensità viene misurata fotometricamente. L'FPD è ampiamente utilizzato per analizzare gli inquinanti dell'aria e dell'acqua, i pesticidi e prodotti di idrogenazione del carbone.

La scelta del rilevatore dipende dai requisiti dell'analisi. Ogni rilevatore è progettato con precisione tecnica per garantire dei risultati accurati e affidabili in varie applicazioni.