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[[Datei:Flame Ionization Detector.svg|mini|Aufbau eines FID: GC-Säule (A), Heizer (B), Wasserstoff (C), Brennluft (D), Spannungsversorgung (E), Flamme (F), Kollektorplatten (G), Signalabnahme (H), Abgas (J)]]
Der '''Flammenionisationsdetektor''' – kurz ''FID'' – ist ein [[Sensor|Detektor]] für [[Organische Chemie|organische Verbindungen]], der überwiegend in Verbindung mit [[Gaschromatographie|Gaschromatographen]] (GC) eingesetzt wird. Weitere Einsatzgebiete des FID sind die Abwasserüberwachung auf flüchtige [[Kohlenwasserstoffe|kohlenwasserstoffhaltige]] Substanzen (mit vorgelagertem [[Strippung|Stripping]]), die Überwachung der Methangasemission auf [[Deponie]]n sowie die [[Innenraumluft|Raum-]] und Außenluftüberwachung auf Kohlenwasserstoffe.

== Funktionsprinzip ==
Funktionsprinzip ist die Messung der [[Knallgasflamme]] organischer Substanzen, die in einem Trägergasstrom mitgeführt werden. Aus ihnen entstehen durch Chemieionisation CHO+- und [[Oxonium|H3O+]]-[[Ion]]en. Diese werden durch eine angelegte [[Gleichspannung]] zwischen zwei [[Elektrode]]n abgezogen. Der nachweisbare [[Elektrischer Strom|Strom]] befindet sich im [[Ampere|Picoampere]]-Bereich, sodass er zur Messung durch eine präzise Elektronik entsprechend verstärkt werden muss. Der Strom kann nach elektrischer [[Verstärkung (Physik)|Verstärkung]] durch einen angeschlossenen Schreiber oder ein Datensystem aufgezeichnet werden. Es sind unterschiedliche Elektrodenanordnungen üblich, beispielsweise zwei [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensatorplatten]] in Höhe der Flamme oder eine ring- oder zylinderförmige Elektrode in Höhe der Flamme mit der Brennerdüse als Gegenelektrode.

Der FID ist der in der [[Gaschromatographie]] am häufigsten verwendete Detektor, da er Robustheit mit hoher [[Empfindlichkeit (Analytik)|Empfindlichkeit]] verbindet. Ein FID ist bis zu tausendmal empfindlicher als ein [[Wärmeleitfähigkeitsdetektor]] (WLD). Zudem ist das Detektorsignal über einen weiten [[Konzentration (Chemie)|Konzentrationsbereich]] linear [[Proportionalität|proportional]] zur Menge des Analyten (genauer gesagt, zu dessen organisch gebundenem Kohlenstoffgehalt).

Neben der Anwendung als Detektor in der Gaschromatographie wird der FID auch als hochgenaues Messmittel für Kohlenwasserstoffmessungen in [[Abgas|Automobil- und Industrieabgasen]] eingesetzt.

FIDs sind mechanisch sehr verschieden aufgebaut. Dabei ergeben sich für die verschiedenen Kohlenwasserstoffe unterschiedliche [[Kalibrierung|Kalibrierfaktoren]]. Bei den meist gleichbleibenden Messkomponenten in der Anwendung als Detektor in der Gaschromatographie stören diese unterschiedlichen Kalibrierfaktoren nicht, wenn man ihre Werte einmal bestimmt hat. Bei der Messung der Kohlenwasserstoffanteile in Abgasen oder Prozessgasen möchte man die Messfehler, die üblicherweise bis ± 20 % betragen können, auf unter ± 2 % begrenzen. Dies gelingt mit optimierten Abmessungen des FID-Aufbaus und optimierten Betriebsbedingungen.

Einige organische Substanzen (z. B. [[Ameisensäure]], [[Acetaldehyd]]) weisen allerdings eine schlechtere Erfassbarkeit auf, da sie bereits vorher in der Säule [[Zersetzung (Chemie)|thermisch zersetzt]] werden. Beispielsweise zerfällt Ameisensäure zu [[Kohlenstoffmonoxid]] und [[Wasser]]. Substanzen, die wenig oder gar nicht ansprechen, sind [[Edelgase]], [[Wasserstoff|H2]], [[Stickstoff|N2]], [[Stickoxide|Stickstoffoxide]], [[Kohlenstoffmonoxid|CO]], [[Tetrachlormethan|CCl4]] oder andere halogenierte Verbindungen, Siliciumhalogenide, [[Kohlenstoffdioxid|CO2]], [[Wasser|H2O]], [[Kohlenstoffdisulfid|CS2]], [[Ammoniak|NH3]] sowie [[Sauerstoff|O2]].
{| class="wikitable"
!Detektor
![[Wärmeleitfähigkeitsdetektor|WLD]]
!'''FID'''
![[Stickstoff-Phosphor-Detektor|NPD]]
![[Elektroneneinfangdetektor|ECD]]
![[Massenspektrometrie|MS]]
|-
![[Nachweisgrenze]]
|1 µg
|1 ng
|10 pg
|1 pg
|bis zu 1 fg
|}
Die [[Nachweisgrenze]] ist neben der Dosiermenge auch von der zu analysierenden Substanz abhängig.

Im Gegensatz zum Elektroneneinfangdetektor (ECD für {{enS|''electron capture detector''}}) oder WLD wirkt der FID destruktiv. Das bedeutet, dass die zu analysierende Probe (hier durch Verbrennung) zerstört wird.

== Verwandte Geräte ==
* AFID (Alkali-FID)
* [[N-FID]] (Stickstoffselektiver FID)
* [[Photoionisationsdetektor]] (PID)
* [[Stickstoff-Phosphor-Detektor]]

== Literatur ==

* {{Literatur
|Autor=Matthias Otto
|Titel=Analytische Chemie
|Auflage=3
|Verlag=Wiley-VCH
|Ort=Weinheim
|Datum=2006
|ISBN=978-3-527-31416-4}}
* Gerd Zornig, Armin Kroneisen: ''Flamenionisationsdetektor''. Deutsches Patent DE3027863C2; Prioritätsdatum 23. Juli 1980; erteilt 24. September 1987.
* Tagungsbericht IMEKO 9th World Congress, 24-28 May 1982, Berlin, Technological And Methodical Advances In Measurement, Preprint Vol. V/Iv, S. 355 Ff. Standardisable Flame Ionisation Detector For Anlayzing The Concentration Of Total Hydokarbons In Automobile Exhaust Gases Not Influenced By Their Chemical Structure.

[[Kategorie:Detektor (Chromatographie)]]

Flammenionisationsdetektor - Versionsgeschichte

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