Flammenionisationsdetektor (FID)

Messprinzip und Fähigkeiten

Der Flammenionisationsdetektor (FID) ist ein weit verbreiteter Detektor, z.B. verwendet in Gaschromatographen. Chromatographie dient dabei zuvor zur Auftrennung der Analyten einer komplexen Matrix Beim FID wird eine (aufgetrennte) Probe, die organische Verbindungen enthält, in eine Wasserstoff-Luft-Flamme eingebracht.Beim Verbrennen der Probenmoleküle in der Flamme werden sie in Ionen, Elektronen und Neutralteilchen umgewandelt. Diese Ionen werden von einem Elektrodenpaar in einem elektrischen Feld in der Nähe der Flamme gesammelt.

Der resultierende Ionenstrom ist proportional zur Konzentration organischer Verbindungen in der Probe. Der FID erzeugt ein kontinuierliches Signal und eignet sich daher für die Erkennung einer Vielzahl organischer Verbindungen, einschließlich Kohlenwasserstoffen.

Messaufgaben / Anwendungsfelder

• Gaschromatographie: Der FID ist ein gängiger Detektor in der Gaschromatographie, wo er für die Analyse organischer Verbindungen in verschiedenen Proben verwendet wird, einschließlich Umwelt-, Pharma- und Petrochemieanwendungen.
• Umweltüberwachung: FID wird zur Erkennung und Quantifizierung flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) in Luft- und Wasserproben verwendet, was für die Umweltüberwachung und die Einhaltung gesetzlicher Standards wichtig ist.
• Petrochemische Industrie: FID wird in der petrochemischen Industrie zur Analyse von Kohlenwasserstoffen in Erdölprodukten wie Benzin, Diesel und Rohöl eingesetzt. Es hilft bei der Beurteilung der Produktqualität und der Einhaltung von Spezifikationen.
• Lebensmittel- und Getränkeanalyse: FID kann zur Analyse von Lebensmittel- und Getränkeproben auf das Vorhandensein von Verunreinigungen wie Pestiziden, Geschmacksstoffen und Zusatzstoffen verwendet werden.
• Forensische Wissenschaft: FID wird in forensischen Labors zur Analyse flüchtiger Substanzen bei strafrechtlichen Ermittlungen eingesetzt, beispielsweise zur Identifizierung von Brandbeschleunigern in Brandstiftungsfällen.

Typische Probleme und Lösungen

• Empfindlichkeit: Der FID reagiert sehr empfindlich auf organische Verbindungen, ist jedoch im Allgemeinen nicht selektiv. Die Identifizierung und Quantifizierung von Peaks erfordert häufig ergänzende Techniken oder zusätzliche Detektoren.
• Wasserstoffsicherheit: Als Brenngas im FID wird Wasserstoff verwendet, der entflammbar sein kann und sorgfältige Handhabung und Sicherheitsvorkehrungen erfordert.
• Brennerwartung: Die ordnungsgemäße Wartung des FID-Brenners und der Elektroden ist für die Aufrechterhaltung der Detektorleistung unerlässlich.
• Hintergrundinterferenz: Interferenzen durch nichtorganische Verbindungen in der Probe können FID-Messungen beeinträchtigen. Durch Probenvorbehandlung und Säulentrennung in der GC können diese Störungen abgemildert werden.
• Kalibrierung: Eine regelmäßige Kalibrierung mit Standards bekannter Konzentration ist erforderlich, um die Genauigkeit der FID-Messungen sicherzustellen.

Weiterführende Informationen

• Ettre, L. S. (1997). „Flammenionisationsdetektor.“ In „Encyclopedia of Analytical Chemistry: Applications, Theory and Instrumentation“ (S. 2126-2153). Wiley.
• Welthagen, W. & Shirey, R. E. (2001). „Flammenionisationserkennung (FID).“ Im „Handbook of Instrumental Techniques for Analytical Chemistry“ (S. 23-31). Prentice Hall.
• Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J. & Crouch, S. R. (2013). „Grundlagen der analytischen Chemie.“ Engagieren Sie das Lernen.