Language
Country/Area
No result found
Kekuatan misterius detektor konduktivitas termal: Bagaimana cara mendeteksi komponen tersembunyi dalam gas?
Detektor konduktivitas termal (TCD), yang juga dikenal sebagai katharometer, adalah perangkat deteksi yang banyak digunakan dalam kromatografi gas. Detektor ini mendeteksi perubahan konduktivitas termal dari limbah kolom dan membandingkannya dengan konduktivitas termal gas pembawa referensi. Karena konduktivitas termal sebagian besar senyawa jauh lebih rendah daripada gas pembawa yang umum digunakan (seperti helium atau hidrogen), saat analit keluar dari kolom, konduktivitas termal limbah menurun, sehingga menghasilkan sinyal yang dapat dideteksi.
Cara kerjanya
Inti dari TCD adalah kumparan berpemanas listrik yang dikontrol suhunya yang terletak di dalam sensor detektor. Dalam keadaan normal, panas dari kumparan akan mengalir terus menerus ke badan detektor. Namun, saat analit mengalir keluar dan konduktivitas termal limbah menurun, suhu kumparan akan naik, yang menyebabkan resistansinya berubah. Perubahan resistansi ini biasanya dideteksi oleh rangkaian jembatan Wheatstone, yang menghasilkan perubahan tegangan yang dapat diukur.
Dalam desain detektor konduktivitas termal klasik, aliran referensi mengalir melalui resistor kedua dalam rangkaian jembatan, yang mengompensasi penyimpangan yang disebabkan oleh aliran atau fluktuasi suhu. Setelah kolom dipisahkan, TCD menghasilkan puncak berdasarkan konsentrasi senyawa yang mengalir melaluinya, dan posisi serta luasnya masing-masing terkait dengan jenis dan konsentrasi senyawa.
Semua senyawa organik dan anorganik memiliki konduktivitas termal yang berbeda dari helium atau hidrogen, sehingga hampir semuanya dapat dideteksi.
Detektor multiguna
TCD sering disebut "detektor universal" dan digunakan dalam kromatografi untuk mengukur konsentrasi setiap senyawa dalam sampel. Tidak seperti detektor ionisasi nyala (FID), yang hanya bereaksi terhadap senyawa yang mudah terbakar, TCD dapat mendeteksi semua senyawa, baik yang memiliki ikatan karbon-hidrogen atau tidak. Meskipun TCD dan FID memiliki kemampuan yang sebanding untuk mendeteksi konsentrasi yang sangat rendah (sub-ppm atau ppb), TCD lebih cocok untuk digunakan dengan helium sebagai gas pembawa karena bahaya penyimpanan hidrogen, terutama di area yang sangat sensitif.
TCD adalah teknik non-spesifik dan non-destruktif yang dapat digunakan untuk menganalisis gas permanen seperti argon, oksigen, nitrogen, dan karbon dioksida, yang tidak dapat dideteksi oleh FID.
Pertimbangan operasional
Catatan penting saat mengoperasikan TCD adalah jangan pernah menghentikan aliran gas jika kumparan pemanas terlalu panas, karena ini akan menyebabkan kumparan terbakar. Meskipun kumparan TCD biasanya dipasivasi secara kimia untuk mencegah reaksi dengan oksigen, lapisan pasivasi dapat rusak saat bertemu senyawa terhalogenasi, jadi analisis senyawa tersebut harus dihindari sebisa mungkin. Jika menganalisis hidrogen, sinyal hidrogen akan tampak negatif saat gas referensi adalah helium. Hal ini dapat dihindari dengan menggunakan argon atau nitrogen, meskipun hal ini akan sangat mengurangi sensitivitas detektor terhadap senyawa lain.
Ruang Lingkup Aplikasi
Detektor konduktivitas termal digunakan di banyak bidang, termasuk pengujian fungsi paru-paru medis, analisis kromatografi gas, dan bahkan dalam industri pembuatan bir untuk mengukur jumlah karbon dioksida dalam sampel bir. Detektor ini juga dapat digunakan untuk memantau kemurnian hidrogen dalam generator turbin uap berpendingin hidrogen, mendeteksi kehilangan helium dalam tangki helium magnet superkonduktor MRI, dan mengukur nilai kalor metana dalam sampel biogas dalam industri energi.
Dalam industri makanan dan minuman, TCD dapat digunakan untuk mengukur atau memverifikasi komposisi gas kemasan makanan, sedangkan dalam industri minyak dan gas, detektor ini digunakan untuk mengukur persentase hidrokarbon yang ditangkap selama proses pengeboran.
Seiring dengan kemajuan teknologi, detektor ini tidak hanya meningkatkan proses industri yang ada, tetapi juga memberi kita pemahaman yang lebih dalam tentang dunia kimia di sekitar kita. Perubahan seperti apa yang akan dibawa oleh teknologi ini di masa depan?
