Come realizzare l'analisi di un campione gassoso?

Air Liquide spiega come realizzare un'analisi di campioni gassosi.

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Il principio di analisi di un gas

L'analisi per determinare la composizione di una miscela di analiti in fase gassosa trova applicazione all’interno di un'ampia gamma di settori, in particolare l'industria, la ricerca, la medicina e l'ambiente. Il principio di analisi di un gas (ad esempio Diossido di carbonio, Ossigeno, Idrogeno o idrocarburi) prevede la misurazione delle proprietà fisiche e chimiche dei gas, quali densità, conducibilità termica, pressione parziale, assorbimento della luce e reattività chimica.
Le diverse fasi di un'analisi:

Campionamento: per eseguire l'analisi di un campione in fase gassosa, è necessario prelevare un campione rappresentativo dalla miscela di gas. Il campionamento può essere effettuato utilizzando diversi metodi, quali il campionamento passivo, il campionamento attivo (con l'utilizzo di un dispositivo di pompaggio) o il campionamento in linea (in continuo, ad esempio durante la produzione).
Preparazione del campione: dopo il campionamento, il campione di gas deve essere preparato per l'analisi. Ciò può includere trattamenti quali filtrazione, condensazione, compressione, diluizione o raffreddamento.
Analisi: l'analisi dei gas può essere eseguita utilizzando diverse tecniche, quali gascromatografia (GC), spettroscopia infrarossa (IR), spettrometria di massa (MS), conducibilità termica (CT), misurazione della pressione parziale, assorbimento della luce e reattività chimica. La tecnica analitica più appropriata va scelta in base al campione da analizzare e alla precisione richiesta (controllare le FAQ - Quali sono i tipi di cromatografia?).
Interpretazione dei risultati: dopo l'analisi, i risultati devono essere interpretati per determinare la composizione della miscela di gas e le diverse concentrazioni. I dati possono essere confrontati con degli standard specifici o valori di riferimento, ad esempio per valutare la qualità dell'aria o la conformità alle normative.

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Principali tecniche di analisi dei gas

Gascromatografia
Spettroscopia di assorbimento laser
Spettroscopia infrarossa (IR)
Spettrometria di massa (MS)

Generalmente, in un analizzatore di gas come il gascromatografo il processo avviene in 3 fasi:

Iniezione del campione
Identificazione al rivelatore
Quantificazione

Il ruolo dei gas nelle procedure di analisi

Si distinguono 3 tipi di gas in base alle loro funzioni:

Gas carrier
Gas di strumentazione
Gas di calibrazione (standard, puro o in miscela)

Gas carrier
Per la gascromatografia (GC), il gas carrier, denominato anche "di trasporto" deve essere un gas inerte che non reagisce con gli analiti del campione. Il suo ruolo è trasportare gli analiti in fase gassosa attraverso la colonna cromatografica. La scelta del gas di trasporto e la sua velocità lineare, influenzano sia la risoluzione che i tempi di ritenzione.
Gas di strumentazione
I gas di strumentazione vengono utilizzati per alimentare il rivelatore (fiamma, plasma...) o per spurgare una parte della strumentazione.
Gas di calibrazion
Un gas di calibrazione è un gas puro o una miscela utilizzata come standard di riferimento per la calibrazione strumentale. L’utilizzo di uno standard di riferimento garantisce accuratezza e precisione sul risultato analitico. Sono disponibili secondo diverse normative di riferimento: ISO 17025 o ISO 17034.

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La scelta del gas

La scelta del gas da utilizzare dipende dal tipo di strumento impiegato e dal metodo di analisi. In generale, il gas in uso per l'analisi deve essere compatibile con il rivelatore adoperato, per garantire risultati accurati e riproducibili.
Ad esempio, per le analisi gascromatografiche (GC), si utilizza spesso l'Elio come gas carrier per trasportare e separare gli analiti attraverso la colonna. L'Elio è particolarmente adatto per la GC in ragione delle sue proprietà, in particolare la purezza, bassa viscosità, stabilità chimica, compatibilità con i materiali della colonna e trasparenza al detector. Tuttavia, è possibile utilizzare anche altri gas quali Azoto, Argon o Idrogeno, a seconda del metodo di analisi e delle esigenze di applicazione.
Per le analisi dei gas mediante spettrometria di massa (MS), viene utilizzato anche un gas carrier per trasportare i campioni attraverso lo spettrometro. L'Elio viene spesso utilizzato per le analisi di massa in quanto non è reattivo, fornisce una buona separazione degli ioni e offre una risposta stabile e riproducibile. È possibile utilizzare anche altri gas, come l’Argon o l’Azoto, a seconda delle esigenze di applicazione.
I nostri esperti possono aiutarti a trovare le soluzioni più adatte alle tue esigenze. È sufficiente conoscere le molecole da analizzare, le loro concentrazioni attese e la strumentazione per eseguire l’analisi.

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