离子色谱检测器的工作原理

2016-01-19 10:26:18来源: eefocus 关键字:离子色谱  检测器  工作原理
电导检测器主要用于在水溶液中化合物的酸式离解常数(pka)或碱式离解常数(pkb)小于7 的离子的检测;安培检测器有直流、脉冲和扫描三种操作方式,用于能发生电化学反应化合物的分析,即在某一特定的外加电压下能产生氧化或还原反应的化合物的测定。光学检测器的工作原理与性能与HPLC 中完全相同,本节不再赘述。IC 中的可见分光检测器主要用于通过柱后衍生反应生成在可见光区有较强吸收的离子的测定,如过渡金属、镧系元素、磷、硅等。

  电导检测器是IC 的主要检测器,本节将对其工作原理和性能作较详细的讨论。
(a)电导检测器
  电导检测器的作用原理是用两个相对电极测量水溶液中离子型溶质的电导,由电导的变化测定淋洗液中溶质的浓度。
  将电解质溶液置于施加电场的两个电极间,则溶液将导电,其电导值(电阻值R 的倒数)1/ R与电极截面积A ,两极间的距离L 和各离子电导的总和∑Ciλq之间有以下关系:

式中Ci 表示某一离子的浓度(mol / l ) ,λq表示该离子的极限摩尔电导率。A 和L 是固定的,A / L 称为电导池常数K ,则溶液的电导与溶液的离子浓度和摩尔电导率成正比:

(b)淋洗液化学抑制的原理
  电导检测器具有通用性而不具选择性,它测量的是溶液中离子的总电导,即溶液中全部正离子和负离子电导的总和。IC中的淋洗液一般为酸、碱和盐等。淋洗液的电导远大于被测离子的电导,因而淹没样品离子的电导。
  抑制器的主要作用是将淋洗液(如Na+。H-)转变成低电导型(H2O) ,将被测离子(如Cl-)转变成较淋洗液的低电导型有较高电导的离子对(H+Cl-),从而降低淋洗液的背景电导,增加样品离子的电导响应值,改善电导检测器的信噪比,同时消除样品离子中“平衡离子峰”的干扰。在离子排斥技术中,抑制器的作用是将弱酸,如CN-、BO3-、乙酸和CO3-等,转变为高电导的离子对。因此抑制器是化学抑制型电导检测中的一个非常重要而特殊的部件。

  •   阴离子抑制器工作的基本原理如下图所示;图中上下两片相同的黑色部分为高交换容量的阳离子交换膜,膜的外侧为不断流动的再生液H2SO4通过的格网,两片膜的中间亦为一片相同的格网,样品经过分离柱后随淋洗液流经交换膜的内膜,其间发生两个非常有用的化学反应,再生液中阳离子H+经过阳离子交换膜进入内侧与淋洗液中的OH-结合成水,与此同时,等当量的Na+交换到膜的外侧,流入废液。因而高电导的淋洗液NaOH 变成了低电导的水,样品离子均转变成相应的酸型进入电导池。因电导测定的是溶液中正负离子的电导总合,而H+的极限摩尔电导率是阳离子中最高者(见下表)。因而总电导大大增加。

 


  再生液的作用是提供足够量的H+以转变淋洗液的阴离子成低电导的弱酸型。最常用的再生液为H2SO4。
  阳离子抑制器的抑制机理与阴离子相同,但离子的电荷相反,阴离子抑制器中的阳离子交换膜在阳离子抑制器中换成阴离子交换膜。
  由于单柱法不用化学抑制器,采用较低交换容量的离子交换树脂为填柱料。在阴离子分析中,用低电导的淋洗液,如5×10-5mol / L →4×10-3mol / L 苯甲酸、邻苯二甲酸、硼酸-葡萄糖等。电导检测的灵敏度直接正比于被测离子和淋洗离子的当量电导之差。在阳离子分析中,常用HNO3 (或乙二胺等)作淋洗液,淋洗离子H+的当量电导远大于被测离子的当量电导,因此,当样品离子通过电导池时,电导降低,样品离子的峰为负峰,其浓度与峰高或峰面积的减少成正比。单柱法由于不用抑制器,仪器较简单。

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编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_14431.html
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