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Detektoren in der Gaschromatographie

Elektronen-Einfang-Detektor

Abb.1

Der ECD (engl. electron capture detector) besitzt eine sehr hohe Selektivität für elektronegative Teilchen (z.B. Halogene) und arbeitet konzentrationsabhängig. Die Analyten werden so detektiert, dass die Kopplung mit einem weiteren Detektor möglich ist. Als Trägergas wird Argon und 5 % Methan reinst verwendet.

Detektionsprinzip: Durch Elektronenaufnahme können solche Verbindungen detektiert werden, deren Reste X einen -I; -M-Effekt aufweisen. Die "elektronenziehenden" Effekte rufen im Molekül einen positiven Ladungsschwerpunkt hervor, an dem sich ein Elektron anlagern kann. Reste X sind z.B. konjugierte Carbonyl-Verbindungen, Nitrate, Nitro-Verbindungen, Nitrile und Halogene.

Eine β-Strahlungsquelle (Nickel-63-Isotop) ionisiert das Argon im Trägergasgemisch (Erzeugung eines "Grundstromes" zwischen 2 Elektroden). Methan wird nicht ionisiert, sondern wirkt als Puffer für störende Nebenreaktionen; N2 würde als Trägergas ein zu hohes Hintergrundrauschen erzeugen.

Die Elektronenaufnahme der elektrophilen Analytteilchen ist über zwei Mechanismen möglich:a) dissoziativer Elektroneneinfang b) Elektronenanlagerung

Die Ionisierung des Trägergases sinkt ab; dadurch sinkt der Strom zwischen den Elektroden stark ab (=Detektorsignal), da Elektronen sehr viel schneller zur Elektrode wandern als die Molekülionen.

Abb.2
Funktionsprinzip des ECD: Prinzipieller Aufbau und Reaktionen im Kathodenraum

Das Ansprechverhalten des ECDs ist von der Art und der Anzahl der Reste X im Molekül abhängig. Der Rest R wirkt erhöhend auf die Ansprechempfindlichkeit, wenn das eingefangene e- gut mesomeriestabilisiert wird.

Tab.1
Elektroneneinfangdetektor
VorteileNachteile
▪ sehr selektiv (Einsatz in der Spurenanalytik) ▪ arbeitet zerstörungsfrei ▪ besondere Richtlinien im Umgang mit Strahlung ▪ Umgebungsbedingungen spielen eine wesentliche Rolle für die Messgenauigkeit (sehr trockene und reine Trägergase! > 99,9995 %; saubere Arbeitstechniken)
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