ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принципы ионизационного детектирования из "Практическая газовая и жидкостная хроматография" Ионизационные методы детектирования обеспечивают наибольшую чувствительность и щироко применяются для определения малых количеств анализируемых веществ. В основе этих методов лежит зависимость электрической проводимости ионизированной газовой среды от ее состава. Сигналом ионизационных детекторов является изменение ионного тока, вызванное введением в детектор анализируемого вещества. [c.74] Ионный ток возникает в детекторе под действием какого-либо источника ионизации (радиоактивного изотопа, пламени, разряда, фотоионизации, электронной и ионной эмиссии) и электрического поля (разности потенциалов) между электродами детектора. В любой момент времени в детекторе достигается равновесие, характеризующееся тем, что скорость образования заряженных частиц (ионов, электронов) равна сумме скоростей рекомбинации и сбора заряженных частиц на электродах детектора. Скорость сбора определяет ток детектора. В ионизационных детекторах создаются такие условия, при которых либо плотность (концентрация) заряженных частиц, либо скорость переноса их в электрическое поле зависит от состава газа. [c.74] Если введение анализируемого вещества вызывает увеличение рекомбинаций или существенное уменьшение подвижности, ток детектора падает, и это уменьшение тока регистрируется на хроматограмме как пик данного вещества. На этом принципе основана работа электронозахватного детектора. Ионизация газа-носителя в этом детекторе приводит к образованию положительных ионов и электронов малой энергии (медленных электронов). Почти весь ток, возникающий в детекторе, переносится электронами, так как их подвижность благодаря малой массе примерно на 3 порядка выше подвижности ионов. [c.75] При введении в детектор молекул анализируемых веществ, обладающих большим сродством к электрону (веществ, содержащих атомы галогенов, азота, кислорода И др.), медленные электроны захватьшаются ими с образованием соответствующих отрицательных ионов. При этом подвижность захваченных электронов резко падает и вместе с тем уменьшается плотность заряженных частиц за счет рекомбинации ионов, которая протекает значительно быстрее, чем электрон-ионные рекомбинации. Эти эффекты вызывают уменьшение тока детектора, пропорциональное (в линейной области) количеству анализируемого компонента (рис.П.27, а). [c.75] В правой части показан характер изменения сигнала детектора (пик) при изменении концентрации анализируемого вещества в газе-носителе от Со до Смаке при фиксированном напряжении питания детектора. [c.76] Летекторы, работающие в области насыщения, наиболее удобны, поскольку их сигнал не зависит от напряжения в широком диапазоне второго участка характеристики, а также не зависит от подвижности и рекомбинации заряженных частиц. Кроме того, при малом уровне фонового тока легче добиться его достаточной стабильности, что позволяет измерять весьма малые сигналы, т. е. регистрировать очень малые количества веществ. [c.77] Вероятность перехода возбужденных атомов аргона или гелия в первоначальное энергетическое состояние значительно увеличивается при введении в детектор веществ, имеющих близкие или меньшие потенциалы ионизации (энергию отрыва электрона), чем энергия возбужденного состояния А + М - А -Ь -1-М+ -Ь е. Образовавшиеся в результате ионизации заряды создают дополнительный ток, являющийся сигналом детектора на введенное количество вещества (рис. П.27, в). [c.78] Чтобы детектор, работающий по этому принципу, был универсален, необходимо применение газов-носителей с высокими значениями энергии метастабильного состояния. Такому условию отвечают, в частности, гелий и аргон, энергии метаста-бильных состояний которых довольно высоки (19,6 и 11,6 эВ) и превышают потенциалы ионизации большинства веществ. Однако для поддержания достаточной концентрации метастабиль-ных атомов газы-носители должны иметь высокую чистоту. По этой причине, а также из-за сравнительно малого диапазона линейности, неустойчивости работы, необходимости стабильного высоковольтного питания эти детекторы (особенно гелиевый) не получили широкого применения. [c.78] Вернуться к основной статье