PLYNY
SPECIÁLNÍ PLYNY PRO ANALYTICKÉ APLIKACE
Oblasti použití plynů v analytické chemii jsou velmi rozmanité – od sledování kvality potravin, testování motorů v automobilovém prů- myslu, kontrolní procesy v chemickém nebo farmaceutickém průmyslu, v medicíně či metalurgii nebo pro monitorování stavu životního prostředí. Analytické metody se používají pro kontrolu procesů, sledování kvality nebo pro dosažení shody se zákonnými předpisy. V ochraně životního prostředí a v dalších procesech se používá plynová chromatografie, spektrofotometrie a další analýzy. Zatímco kvalita potravinářských produktů nebo pitné vody se sleduje pomocí ICP spektroskopie, slitiny kovů se hodnotí pomocí spektrometrie s jiskrovou ablací. Tyto metody vyžadují použití vysoce čistých plynů nebo plynných směsí a vysoce přesných kalibračních plynů. Mezní hodnoty detekce, dosažená analytická přesnost a spolehlivost výsledků závisí i na kvalitě použitých plynů. Společnost Messer nabízí široký sortiment vysoce čistých plynů, standardních směsí a kalibračních směsí, které splňují všechna požadovaná kritéria.
Messer nabízí také vysoce přesné kalibrační plynné směsi přizpůsobené konkrétním požadavkům uživatele, s požadovanou tolerancí a přesností. Tab. 2: Další analytické metody Metoda Použití plynu Plyn Atomová emisní spektrometrie (AES)
U plynové chromatografie se, s ohledem na čas analýzy, často používá jako nosný plyn helium, ale může to být i dusík či vodík. Čistota nosného plynu by měla být minimálně 5.0 (99,999%), nebo vyšší. Plamenoionizační detektor (FID) je schopen detekovat hořlavé látky kromě vodíku. Vyžaduje čistotu vodíku 5.0 (99,999%) či 6.0 (99,9999%) a přívod vzduchu bez uhlovodíků. V automobilovém průmyslu se místo čistého vodíku často používá směs helia a vodíku (60:40). Detekce uhlovodíků bývá omezena do koncentrace stovek až desítek ppb. Detektor elektronového záchytu (ECD) je obzvlášť citlivý při detekci halogenovaných sloučenin a jeho detekce je možná již od jednotek ppb. Pro tento detektor jsou používány speciální plyny „ECD kvality“ s garancí zbytkových nečistot halogenovaných uhlovodíků nižší, než 1 ppbv (helium „ECD“ dusík „ECD“). Pro tuto operaci se osvědčila i směs 5 nebo 10 % metanu v argonu (ECD). V tab. 1 uvádíme souhrn požadavků na nosné a procesní plyny různých detektorů a vlastnosti jednotlivých plynů. Tab. 1: Plynová chromatografie
Propan 2.5, acetylen 2.6
Topný plyn
Plamenová fotometrie
Oxidační plyn
Syntetický vzduch
Plazmatický plyn/ nosný plyn
ICP spektrometrie
Ar 5.0
Spektroskopie s jiskrovou ablací
Plazmatický plyn Ar 5.0, Ar/směsi H 2
Atomová absorpční spektrometrie (AAS)
Acetylen 2.6, H 2 5.0 Okolní vzduch, synt. vzduch, O 2 , N 2 O Ar 5.0 nebo vyšší, směsi Ar/H 2 5/10 Vol. % CH 4 v Ar
Topný plyn
Plamenová AAS
Oxidační plyn
Nečistoty v plynu/měřicí rozsahy <100 ppb <10 ppm > 100 ppm
AAS v grafitové kyveta
Detek- tor
Nosné plyny
Provoz- ní plyny
Nežádoucí nečistoty
Interní plyn
Ionizační komora
Plnicí plyn
H 2 , He, Ar, N 2
H 2 , He, Ar, N 2
H 2 , O 2
–
5.5 5.0
TCD
Pro udržení čistoty plynů je nutné dbát na výběr vhodného regulačního ventilu a to především na jeho kvalitu a požadovanou těsnost k okolní atmosféře. Všechny tyto požadavky splňují regulační ventily Spectrolab ® nebo Spectrocem ® s nerezovou membránou a těsností 1x10 –8 mbar l/s He. Dodávky plynů do laboratoří lze zajistit i pomocí centrálních rozvodů. Toto řešení snižuje manipulaci s láhvemi a významně zvyšuje bezpečnost provozu. Obr.: Redukční ventil Spectrolab
6.0
5.5 5.0
H 2
H 2 , He, N 2
synte- tický vzduch N 2 , Ar/ HC
HC, CO
FID
HC HC HC
ECD kva- lita
H 2 , He, N 2
hal, HC, SF6
ECD kvalita
ECD kvalita
ECD
–
6.0
5.5 5.0
H 2 , He, N 2
synte- tický vzduch
HC, CO
FPD
HC HC HC
H 2 , O 2
7.0–6.0 6.0
–
HID He
He
H 2 O, O 2 , HC/CO, CO 2 , hal, HC
7.0–6.0 6.0 6.0
DID He
He
He
He N 2
– – – –
6.0 6.0 5.0 4.5
6.0 5.5 5.0 4.5
– – – –
– – – –
AED
H 2 , O 2
HC
MS – Všechny analytické metody používané v dnešní praxi jsou porovná- vací metody. To znamená, že analyzátor je nutné před kvantitativním měřením zkalibrovat, obvykle pomocí nulového plynu, jakož i jednoho nebo více kalibračních plynů s definovaným složením. Proto společnost He H 2 O/ O 2 7.0–6.0 6.0
Rádi vám pomůžeme s výběrem plynů, doporučíme vhodný regulační ventil nebo poradíme s návrhem centrálních rozvodů plynů. Ing. Josef HEŘMANSKÝ, Mgr. Lubomír BETUŠ, Messer Technogas s.r.o., odd. speciálních plynů, www.messer.cz
20
CHEMAGAZÍN • 3 / XXXIV (2024)
Made with FlippingBook - Share PDF online