離子色譜檢測器的工作原理

離子色譜檢測器的工作原理

電導(dǎo)檢測器主要用于在水溶液中化合物的酸式離解常數(shù)（pka）或堿式離解常數(shù)（pkb）小于7 的離子的檢測；安培檢測器有直流、脈沖和掃描三種操作方式，用于能發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)化合物的分析，即在某一特定的外加電壓下能產(chǎn)生氧化或還原反應(yīng)的化合物的測定。光學(xué)檢測器的工作原理與性能與HPLC 中完全相同，本節(jié)不再贅述。IC 中的可見分光檢測器主要用于通過柱后衍生反應(yīng)生成在可見光區(qū)有較強(qiáng)吸收的離子的測定，如過渡金屬、鑭系元素、磷、硅等。
　　電導(dǎo)檢測器是IC 的主要檢測器，本節(jié)將對其工作原理和性能作較詳細(xì)的討論。
（a）電導(dǎo)檢測器
　　電導(dǎo)檢測器的作用原理是用兩個相對電極測量水溶液中離子型溶質(zhì)的電導(dǎo)，由電導(dǎo)的變化測定淋洗液中溶質(zhì)的濃度。
　　將電解質(zhì)溶液置于施加電場的兩個電極間，則溶液將導(dǎo)電，其電導(dǎo)值（電阻值R 的倒數(shù)）1/ R與電極截面積A ，兩極間的距離L 和各離子電導(dǎo)的總和∑C_iλ_q之間有以下關(guān)系：

式中C_i 表示某一離子的濃度（mol / l ) ，λ_q表示該離子的極限摩爾電導(dǎo)率。A 和L 是固定的，A / L 稱為電導(dǎo)池常數(shù)K ，則溶液的電導(dǎo)與溶液的離子濃度和摩爾電導(dǎo)率成正比：

（b）淋洗液化學(xué)抑制的原理
　　電導(dǎo)檢測器具有通用性而不具選擇性，它測量的是溶液中離子的總電導(dǎo)，即溶液中全部正離子和負(fù)離子電導(dǎo)的總和。IC中的淋洗液一般為酸、堿和鹽等。淋洗液的電導(dǎo)遠(yuǎn)大于被測離子的電導(dǎo)，因而淹沒樣品離子的電導(dǎo)。
　　抑制器的主要作用是將淋洗液（如Na⁺。H^-）轉(zhuǎn)變成低電導(dǎo)型（H₂O) ，將被測離子（如Cl^-）轉(zhuǎn)變成較淋洗液的低電導(dǎo)型有較高電導(dǎo)的離子對（H⁺Cl^-），從而降低淋洗液的背景電導(dǎo)，增加樣品離子的電導(dǎo)響應(yīng)值，改善電導(dǎo)檢測器的信噪比，同時消除樣品離子中“平衡離子峰”的干擾。在離子排斥技術(shù)中，抑制器的作用是將弱酸，如CN^-、BO₃^-、乙酸和CO₃^-等，轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妼?dǎo)的離子對。因此抑制器是化學(xué)抑制型電導(dǎo)檢測中的一個非常重要而特殊的部件。
　　陰離子抑制器工作的基本原理如下圖所示；圖中上下兩片相同的黑色部分為高交換容量的陽離子交換膜，膜的外側(cè)為不斷流動的再生液H₂SO₄通過的格網(wǎng)，兩片膜的中間亦為一片相同的格網(wǎng)，樣品經(jīng)過分離柱后隨淋洗液流經(jīng)交換膜的內(nèi)膜，其間發(fā)生兩個非常有用的化學(xué)反應(yīng)，再生液中陽離子H⁺經(jīng)過陽離子交換膜進(jìn)入內(nèi)側(cè)與淋洗液中的OH^-結(jié)合成水，與此同時，等當(dāng)量的Na⁺交換到膜的外側(cè)，流入廢液。因而高電導(dǎo)的淋洗液NaOH 變成了低電導(dǎo)的水，樣品離子均轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的酸型進(jìn)入電導(dǎo)池。因電導(dǎo)測定的是溶液中正負(fù)離子的電導(dǎo)總合，而H⁺的極限摩爾電導(dǎo)率是陽離子中最高者（見下表）。因而總電導(dǎo)大大增加。

　　再生液的作用是提供足夠量的H⁺以轉(zhuǎn)變淋洗液的陰離子成低電導(dǎo)的弱酸型。最常用的再生液為H₂SO₄。
　　陽離子抑制器的抑制機(jī)理與陰離子相同，但離子的電荷相反，陰離子抑制器中的陽離子交換膜在陽離子抑制器中換成陰離子交換膜。
　　由于單柱法不用化學(xué)抑制器，采用較低交換容量的離子交換樹脂為填柱料。在陰離子分析中，用低電導(dǎo)的淋洗液，如5×10^-5mol / L →4×10^-3mol / L 苯甲酸、鄰苯二甲酸、硼酸-葡萄糖等。電導(dǎo)檢測的靈敏度直接正比于被測離子和淋洗離子的當(dāng)量電導(dǎo)之差。在陽離子分析中，常用HNO₃ （或乙二胺等）作淋洗液，淋洗離子H⁺的當(dāng)量電導(dǎo)遠(yuǎn)大于被測離子的當(dāng)量電導(dǎo)，因此，當(dāng)樣品離子通過電導(dǎo)池時，電導(dǎo)降低，樣品離子的峰為負(fù)峰，其濃度與峰高或峰面積的減少成正比。單柱法由于不用抑制器，儀器較簡單。溶氧計| 電導(dǎo)度計| PH計| 酸堿計| 糖度計| 鹽度計| 酸堿度計| 電導(dǎo)計| 水分測定儀| 濁度計| 色度計|