Nebulizator pneumatic

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Nebulizator pneumatic de tip Meinhard

Nebulizatorul pneumatic este un echipament utilizat în sistemele de introducere a probelor în spectroscopie atomică și spectrometrie de masă . Sarcina sa este de a forma un aerosol (picături foarte fine) din soluția de probă lichidă aspirată de o pompă peristaltică [1] .

În instrumentele ICP , între nebulizator și torță există o cameră de nebulizare care are sarcina de a elimina picăturile mai aspre și de a le trece doar pe cele mai mici (mai puțin de 10 µm) pentru a obține o reproductibilitate mai bună; în consecință, doar aproximativ 10% din eșantion intră în torța ICP [2] .

Există mai multe tipuri de nebulizatoare pneumatice:

  • nebulizatoare cu tuburi concentrice [3] [4] (sau pur și simplu concentrice [2] , sau cu fluxuri concentrice [5] , sau cu flux coaxial [6] , sau Meinhard [6] )
  • nebulizatoare cu flux transversal [4] [5] (sau flux cu cruce [3] , sau flux tangențial [1] , sau „flux transversal” [7] sau efect Venturi [6] )
  • nebulizatoare microconcentrice [8] (sau microflow [9] )
  • DIN (Nebulizator cu injecție directă) [10]
  • nebulizatoare cu disc perforat [3] (sau "disc fritat" [5] )
  • Nebulizatoarele Babington [11] (de asemenea, în versiunile sale „V-groove” [8] și „cone-spray” [12] ).
  • Nebulizatoare „Calea paralelă” [10] .

Tipuri de nebulizatoare

Nebulizatoare cu tub concentric

Diagrama unui nebulizator cu tub concentric

În nebulizatoarele cu tuburi concentrice (construite pentru prima dată în 1979 de Meinhard pe baza unei lucrări de Gouy [13] ) există transportul soluției probei prin aspirație : gazul de înaltă presiune curge în jurul tubului capilar al probei, care este astfel aspirat de efectul Bernoulli . La ieșirea capilarului, lichidul soluției este transformat într-un aerosol de către gaz [3] [4] .

În general sunt realizate din sticlă sau cuarț și garantează o precizie excelentă; cu toate acestea, este posibilă înfundarea capilarului în cazul aspirației soluțiilor foarte saline [14] . Acestea sunt cele mai utilizate nebulizatoare în ICP-MS împreună cu cele cu flux încrucișat [15] .

Nebulizatoare cu flux transversal

Nebulizatoarele cu flux transversal, realizate în general din PTFE , funcționează similar cu nebulizatoarele concentrice, dar capilarul eșantionului și capilarul gazului de înaltă presiune sunt în unghi drept unul față de celălalt. Deoarece diametrul capilarului este mai mare, acestea sunt mai puțin predispuse la înfundare și, prin urmare, sunt mai potrivite pentru analiza soluțiilor saline (chiar dacă nu sunt optime). În mod normal, precizia pe termen lung a acestor nebulizatoare este mai mică decât cea a nebulizatoarelor concentrice, deoarece performanța lor depinde în mare măsură de poziția capilarelor. [4] [11] [15] [16] . Sunt cei mai utilizați nebulizatori în ICP-MS împreună cu cei cu tuburi concentrice [15] .

Nebulizatoare microconcentrate

Nebulizatoarele micro-concentrate sau cu microflux sunt nebulizatoare concentrice care funcționează la debituri de probă mult mai mici decât nebulizatoarele pneumatice convenționale (mai puțin de 0,1 mL min -1 față de aproximativ 1 mL min -1 ) și presiuni mai mari de gaz (20-175 psig versus 20-60 psig [10] ). În general, acestea sunt fabricate în material polimeric, cum ar fi PTFE, PFA sau PVDF, prin urmare garantează limite foarte mici de detecție datorită nivelurilor scăzute de albi. În plus, consumul redus de eșantion le face adecvate pentru aplicații în care volumul eșantionului este limitat sau unde există un efect de memorie ridicat [17] .

DIN (Nebulizator cu injecție directă)

DIN ( nebulizatori cu injecție directă ) injectează aerosolul direct în plasmă, fără a-l trece printr-o cameră de nebulizare . Acest lucru duce la o îmbunătățire a sensibilității [18] și la o reducere a volumului mort (util pentru cuplări cu HPLC ) și a efectelor de memorie, dar și dificultăți de asamblare și o toleranță limitată la matrice cu un conținut ridicat de solide dizolvate. [10] .

Nebulizatoare cu disc perforat

În nebulizatoarele cu disc perforat, inventate în 1977 , gazul de înaltă presiune trece printr-o suprafață perforată pe care este pompată soluția de probă. Aerosolul rezultat este mai fin decât cel care iese din tubul concentric sau nebulizatoare cu flux transversal și, prin urmare, se obține o eficiență care poate depăși 60%. Aceste nebulizatoare sunt potrivite pentru solvenți organici (și pentru cuplaje HPLC -ICP-AES), dar funcționează numai la fluxuri de aspirație reduse ale probei (mai puțin de 30 µl min -1 ) [2] [11] .

Nebulizatori Babington

În nebulizatoarele Babington, gazul de înaltă presiune curge într-o sferă goală, peste care soluția de probă formează un film și este pulverizată printr-un mic orificiu lateral de pe suprafața sferei. Acest nebulizator este potrivit pentru soluții mai bogate în săruri sau particule, deoarece tinde să se înfunde mai puțin decât celelalte [2] [11] .

Tipuri particulare de nebulizatoare Babington sunt „canelura în V” [2] [19] și „conul-spray” [12] .

Nebulizatori „Calea paralelă”

Un nebulizator cu design „Calea paralelă”

Nebulizatoarele cu cale paralelă sunt un hibrid de nebulizatoare cu flux transversal și Babington [10] . Fabricate în teflon, acestea sunt mai puțin predispuse la înfundare decât nebulizatoarele concentrice [20] .

Alte nebulizatoare

Există alte tipuri de nebulizatoare pneumatice, dar toate cu aplicații limitate [21] : nebulizator cu rețea sau Hildebrand [6] (HGN, Nebulizator cu rețea Hildebrand [22] ), capilar oscilant, cu un singur orificiu, HEN și DIHEN (injecție directă de înaltă eficiență) nebulizator).

Performanţă

Debitul gazului nebulizator este în general de aproximativ 10 l min -1 în absorbția atomică și de aproximativ 0,6-1,2 l min -1 în ICP-AES și ICP-MS [1] [23] ; debitul de aspirație al probei este în general de aproximativ 0,5-1,5 ml min -1 pentru nebulizatoarele convenționale și de aproximativ 20-150 µl min -1 pentru cele cu microflux [24] .

Notă

  1. ^ a b c APAT, Schițe ale tehnicilor analitice ( PDF ), în Metode analitice pentru ape , vol. 1, Roma, februarie 2004, p. 41, ISBN 88-448-0083-7 . Adus la 15 octombrie 2009 .
  2. ^ a b c d și Zappa, Biancifiori, Bordonali, op. cit. , p. 28
  3. ^ a b c d Skoog, Holler, Crouch, op. cit. , pp. 224-225
  4. ^ a b c d Douglas A. Skoog, James J. Leary, Spectroscopie atomică din flacără sau atomizare termoelectrică , în Instrumental Analytical Chemistry , ed. I, Napoli, EdiSES, 1995 [1992] , p. 306, ISBN 88-7959-066-9 .
  5. ^ a b c Zappa, Biancifiori, Bordonali, op. cit. , p. 24
  6. ^ a b c d Cristina Gandola, ICP Spectrometer , pe scientenews.it , 6 mai 2009. Accesat la 13 octombrie 2009 .
  7. ^ Raport final ( PDF ), pe Difesa.it , 15 iunie 2004, p. 85. Accesat la 14 octombrie 2009 (arhivat din original la 20 august 2006) .
  8. ^ a b Stefano Polesello, spectrometre de plasmă ICP-AES și ICP-MS ( PDF ), pe xoomer.virgilio.it , p. 1. Accesat la 13 octombrie 2009 .
  9. ^ Agilent 7500 Nebulizatoare și consumabile , la chem.agilent.com . Adus la 13 octombrie 2009 (arhivat din original la 4 martie 2016) .
  10. ^ a b c d și Sharp, O'Connor, op. cit. , p. 105
  11. ^ a b c d Skoog, Holler, Crouch, op. cit. , p. 225
  12. ^ a b Sharp, O'Connor, op. cit. , p. 102
  13. ^ Dean, op. cit. , p. 40
  14. ^ Zappa, Biancifiori, Bordonali, op. cit. , p. 27
  15. ^ a b c Thomas, op. cit. , p. 57
  16. ^ Zappa, Biancifiori, Bordonali, op. cit. , pp. 27-28
  17. ^ Thomas, op. cit. , pp. 57-58
  18. ^ (EN) Daniel R. Wiederin, Fred G. Smith, RS Houk, Nebulizare prin injecție directă pentru spectrometrie de masă cuplată inductiv , în Chimie Analitică, vol. 63, nr. 3, februarie 1991, pp. 219-225, DOI : 10.1021 / ac00003a007 .
  19. ^ Dean, op. cit. , p. 42
  20. ^ (EN) Metoda Burgener Parallel Path , pe burgenerresearch.com. Adus la 13 octombrie 2009 .
  21. ^ Sharp, O'Connor, op. cit. , p. 107
  22. ^ (EN) Susan C. Hight; Jeanne I. Rader, Utilizarea nebulizatorului cu rețea Hildebrand pentru analiza spectrometrică cu emisie atomică de plasmă cuplată inductiv a soluțiilor de leșiere de produse alimentare și a țesuturilor moi și a femurelor rozătoare , în Analist , n. 116, mai 1991, pp. 1013-1017, DOI : 10.1039 / AN9911601013 .
  23. ^ Sharp, O'Connor, op. cit. , p. 101
  24. ^ Sharp, O'Connor, op. cit. , pp. 101-105

Bibliografie

  • John R. Dean, Eșantion de proceduri de introducere a plasmelor cuplate inductiv , în spetroscopie plasmatică cuplată inductiv practic , Chichester, John Wiley & Sons, 2005, ISBN 0-470-09348-X .
  • Barry L. Sharp; Ciaran O'Connor, Aerosol Generation and Sample Transport , în Steve J. Hill (ed.), Spetroscopie plasmatică cuplată inductiv și aplicațiile sale , ediția a II-a, Oxford, Editura Blackwell, 2007, ISBN 978-1-4051-3594- 8 .
  • Douglas A. Skoog, F. James Holler; Stanley R. Crouch, Chimie analitică instrumentală , ediție italiană editată de Luigia Sabbatini, ediția a II-a, Città di Castello, EdiSES, 2009, ISBN 978-88-7959-342-7 .
  • ( EN ) Robert Thomas, Un ghid pentru începători la ICP-MS - Partea II: Sistemul de introducere a probelor , în Spectroscopie , vol. 5, nr. 16, mai 2001.
  • Giovanna Zappa; Marie Antoinette Biancifiori; Corrado Bordonali, Tehnica ICP-AES: origini, evoluții și perspective , în Claudio Minoia; Maurizio Bettinelli; Enrico Sabbioni (editat de), Aplicații ale ICP-AES în laboratorul chimic și toxicologic vol. I - Analiza industrială și alimentară , Morgan Technical Editions, 1993.

Elemente conexe

Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Pneumatic_Nebulizer&oldid=104335932 ”