Was ist ein Flammenionisationsdetektor?
Ein Flammenionisationsdetektor (FID) ist ein Instrument zum Nachweis von Kohlenwasserstoffen, insbesondere Butan, Hexan und anderen kohlenstoffhaltigen Verbindungen, die in der gemessenen Probe vorhanden sein können. Das Instrument ist über ein Röhrchen, das als Kapillare bezeichnet wird, mit einem Gaschromatographen verbunden und verfügt über eine Kammer mit einer Flamme. In diese Kammer werden Gase aus einer Quelle injiziert, während Wasserstoff und Sauerstoff aus einer anderen Quelle zugegeben werden. Eine elektrische Zündkomponente wird verwendet, um die Flamme im Inneren zu entzünden. Die anschließende Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff erzeugt einen geladenen Strom zwischen dem Flammenstrahl, der als Elektrode wirkt, und einer weiteren Elektrode in der Kammer.
Die in das Instrument eingesetzte Kapillarsäule ist mit dem Gaschromatographen verbunden, einem Gerät zur Analyse der chemischen Zusammensetzung einer Gasprobe. Dies ist das Instrument, mit dem die Reaktion gemessen wird. Die zylindrische Elektrode, die die Flamme umgibt, sammelt Ionen, die durch den Verbrennungsprozess gebildet werden, wenn eine Spannung zwischen den beiden angelegt wird. Ein Strom wird erzeugt und dann verstärkt, während die Ausgabe von elektronischen Datensammlern gesammelt wird. Jeder Gastyp hat einen bestimmten Basisstrom und eine bestimmte Durchflussrate. Wenn diese angegeben ist, kann der Bediener das vorhandene Gas anhand eines Leitfadens bestimmen, in dem die Durchflussraten für verschiedene Gase angegeben sind.
Wenn der Brennstoff einem Flammenionisationsdetektor hinzugefügt wird, wird er mit einer vorbestimmten Strömungsrate aktiviert. Nach dem Einpumpen der Luft wird die Flamme gezündet und eine Stunde lang stehengelassen, um sich zu stabilisieren und kontinuierlich zu brennen, um die genauesten Ergebnisse zu erzielen. Durch Abschalten des Brennstoffstroms wird die Flamme ausgeschaltet, und dann wird der Zufluss für andere Gase abgeschaltet. Ein tragbarer Detektor funktioniert auf ähnliche Weise und wird üblicherweise zur Überwachung flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) verwendet. Mit diesen kann die Empfindlichkeit beeinträchtigt werden, wenn sich die Temperatur schnell ändert oder starke elektrische Felder in der Umgebung vorhanden sind.
Ein Flammenionisationsdetektor kann nur organische Verbindungen nachweisen. Das Instrument wird üblicherweise zur pharmazeutischen Herstellung und Analyse von Pestiziden verwendet. Methan oder auch toxische Verbindungen wie Cyanwasserstoff können gemessen werden, da sie Kohlenstoffmoleküle enthalten. Anorganische Gase lassen sich mit einem FID nur schwer nachweisen. Ammoniak hat zum Beispiel keinen Kohlenstoff in seiner Molekülstruktur, daher kann es unbemerkt bleiben.