Conductividad térmica y qué gases aplica en sus procesos

El detector de conductividad térmica es utilizado en la cromatografía de gases para determinar la presencia de otro gas, para luego convertir ese impulso en una señal eléctrica. Sus aplicaciones en la conducción térmica se vinculan con compuestos gaseosos inorgánicos, como el argón, nitrógeno, hidrógeno, dióxido de carbono, helio entre otros. También tiene funcionalidad en pequeñas moléculas de hidrocarburos. En este artículo aprenderemos sobre las funciones del detector de conductividad térmica de los materiales y mucho más. ¡Sigamos!

En esta técnica se compara el detector de conductividad térmica de dos flujos de gases: el portador puro, es decir el vector o la referencia, en relación con la muestra. La temperatura del hilo conductor varía en función al calentamiento eléctrico. Esto modifica la conductividad del flujo de gas. Una vez detectados, dichos cambios se consideran como resistencia o tensión eléctrica y se miden.

 


 


El proceso de medición con el detector de conductividad térmica de los materiales se realiza por medio de un puente de Wheatstone que se desequilibra una vez pasa la muestra. Cabe destacar que estos puentes son circuitos eléctricos que calculan las resistencias desconocidas mediante el equilibrio de sus brazos o extremos.

Los detectores de conducción térmica cuentan con una fuente de alimentación eléctrica, una cobertura de ajuste de acero y dos cavidades. Una por donde pasa el gas de referencia y otro para el portador de la muestra. Cuando estos ingresan y chocan se detecta la conductividad y se hace el cambio a través del hilo conductor. El resultado pasa al amplificador donde se transforma en la señal eléctrica.

 

La conductividad térmica necesita un portador sin agua u oxigeno

 


Para que esta técnica tenga lugar, es necesario que la conductividad del gas vector y la del gas a detectar sean bastante diferentes. Tal cual ocurre en otras técnicas de cromatografía de gases, aquí se necesita un gas portador con pocas impurezas de agua y oxígeno.

La razón es que estos dos compuestos pueden interactuar con la fase estacionaria y provocar problemas significativos. Por ejemplo: mucho ruido de línea base, degenerar de la sensibilidad del analizador y reducir la vida útil de la columna.  Además, pueden producir oxidación en los cables del detector.

En términos más explicativos, el detector de conductividad térmica trabaja con gases que cumplen doble función: la introducción del mismo a través de la columna y la referencia. El gas debe ser inerte, siendo el helio el más utilizado. Pero su preferencia por encima de otros como el nitrógeno, hidrógeno o argón se determinan por la diferencia entre estos y el analito. Este último es un componente de interés analítico en una muestra que se separa de la matriz.

La correcta cuantificación del proceso, depende de la calibración de las mezclas y patrones. Las ventajas del detector de conductividad térmica de los materiales es que simplifica la separación de compuestos gaseosos. También genera respuestas universales a compuestos tanto orgánicos como e inorgánicos.

 

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