Por que gases de arraste com menor coeficiente de difusão melhoram a sensibilidade e a relação sinal/ruído em um FID?

Resposta

Gases com menor difusão molecular reduzem a dispersão longitudinal e favorecem maior produção/coleta de íons na chama, gerando picos mais estreitos, maior sinal e melhor relação sinal/ruído.

Na cromatografia o fator de altura teórica é dado por \(H = A + \dfrac{B}{u} + C\,u\), onde o termo \(B\) é proporcional ao coeficiente de difusão molecular \(D_m\).
Gás com menor \(D_m\) reduz \(B\), diminui \(H\) em velocidades ótimas, produz picos mais estreitos; como a altura do pico é aproximadamente \(\text{altura}\approx\frac{\text{área}}{\text{largura}}\), picos mais estreitos elevam a altura e, consequentemente, a relação sinal/ruído e a sensibilidade.

Exemplo:
Suponha mesma área de pico = 100 unidades.
Com gás A (maior difusão) largura = 10 → altura \(=100/10=10\).
Com gás B (menor difusão) largura = 5 → altura \(=100/5=20\).
Resultado, o sinal dobra, logo a S/N dobra e o limite de detecção pode diminuir aproximadamente pela metade.