Qual è la principale tecnica di analisi dei gas?

Scopri l'analisi mediante gascromatografia, la principale tecnica di analisi dei gas.

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Perché utilizzare la gascromatografia?

La gascromatografia (GC) è utilizzata in tutto il mondo, in laboratori di analisi e controllo specializzati, in settori quali chimico, petrolchimico, alimentare... nonché nella ricerca scientifica. Questo tipo di cromatografia è comunemente utilizzato in chimica analitica.

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Il principio della gascromatografia

Facendo passare una miscela disciolta in una fase mobile attraverso una fase stazionaria (specifica per il tipo di molecole da analizzare), l'analita da determinare viene separato per diverso adsorbimento sulla fase stazionaria e identificato tra le altre molecole presenti nel campione.

Le fasi principali dell'analisi sono:

Separazione (iniezione, colonna capillare, forno);
Identificazione (rilevamento);
Quantificazione (software e computer).

Il principio della gascromatografia — Sample Injection: Iniezione del campione
Oven: Forno
Detector: Rivelatore
Separation: Separazione
Identification: Identificazione
Quantification: Quantificazione

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Processo utilizzato in gascromatografia (GC)

La gascromatografia (GC) è una tecnica di analisi che consente di separare e identificare i vari componenti chimici presenti in una miscela-campione che possono essere portati in fase gassosa senza decomporsi al fine di determinarne la loro struttura chimica e/o le loro quantità. Questi analiti sono generalmente molecole organiche o gas.

Un'analisi cromatografica prevede 4 fasi:

Prelievo del campione.
Iniezione del campione (analiti volatili): per questa operazione, l'iniettore riscalda il campione liquido e lo porta in fase gassosa alla temperatura impostata per l’analisi.
Separazione del campione: avviene attraverso una colonna utilizzata per separare gli analiti in base alla loro affinità con diversi tempi di ritenzione.
Rilevamento del campione: il campione di gas viene prelevato, quindi viene introdotto in un flusso di gas inerte denominato gas carrier. Il rivelatore risponde alla presenza e quantità degli analiti presenti nel campione con diversi segnali elettrici, rappresentati graficamente in un cromatogramma. Tra i rivelatori più comuni vi sono il FID (rilevatore a fotoionizzazione), il TCD (rivelatore di conducibilità termica) e l'MS (rivelatore di spettrometria di massa).

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Ruolo dei gas

I gas svolgono diversi ruoli molto importanti nella gascromatografia:

Gas carrier o di trasporto: trasportano il campione.
Gas di strumentazione: per l’utilizzo dello strumento.
Gas di calibrazione: per la calibrazione.

I gas più comunemente utilizzati come carrier sono l'Elio, l'Idrogeno, l'Azoto e l'Argon. La loro scelta è fondamentale per ottenere i migliori risultati analitici e dipende da diversi fattori:

la velocità dell'analisi;
le prestazioni (buona separazione degli analiti );
la compatibilità chimica tra il gas e i componenti da analizzare.

I gas carrier devono essere puri (elevata purezza e assenza di alcuni contaminanti, in particolare H20, CnHm…), chimicamente inerti, facilmente reperibili a basso costo, sicuri e adatti al campione e al rivelatore utilizzato.
La qualità del gas deve essere selezionata in base alla precisione di analisi richiesta (N50 - purezza 99,999% - per %; N60 - 99,9999% per ppm).
I gas di calibrazione sono importanti anche per la tracciabilità e la precisione del metodo di analisi. In generale, maggiore è il numero di punti di calibrazione nella curva di calibrazione, migliore sarà la precisione e la riduzione dell'incertezza associata.

Metodi cromatografici e relativi accreditamenti

Per ottenere risultati affidabili, è importante seguire un metodo che permetta di ottenere risultati accurati e riproducibili. Alcuni di questi metodi sono pubblicati da organismi internazionali (ASTM, ISO, ecc.) e altri sono stati accreditati da enti nazionali di accreditamento.

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