روش‌های تحلیلی برای تعیین خلوص بنزن خالص چیست؟

سلام! به عنوان تامین کنندهبنزن خالص، اغلب از من سؤال می شود که چگونه خلوص این ماده شیمیایی مهم را تعیین می کنیم. بنزن خالص یک عنصر کلیدی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، از ساخت پلاستیک و الیاف مصنوعی گرفته تا تولید مواد شوینده و دارویی است. بنابراین، اندازه گیری دقیق خلوص آن بسیار مهم است. در این وبلاگ، من شما را با برخی از روش های تحلیلی که برای اطمینان از کیفیت بالای بنزن خالص خود استفاده می کنیم، آشنا می کنم.

کروماتوگرافی گازی (GC)

یکی از رایج ترین روش هایی که ما استفاده می کنیم، کروماتوگرافی گازی است. این مانند یک ابزار کارآگاهی فوق العاده در دنیای شیمیایی است. در اینجا نحوه کار آن آمده است. ابتدا نمونه کوچکی از بنزن را به دستگاه کروماتوگرافی گازی تزریق می کنیم. سپس نمونه تبخیر شده و توسط یک گاز بی اثر، معمولا هلیوم، از طریق یک ستون حمل می شود. در داخل ستون، اجزای مختلف در نمونه بنزن بر اساس تمایل به فاز ساکن در ستون جدا می شوند.

به آن به عنوان مسابقه ای فکر کنید که در آن هر ترکیب شیمیایی با سرعت متفاوتی اجرا می شود. ترکیباتی که برهمکنش قوی‌تری با فاز ساکن دارند، آهسته‌تر در ستون حرکت می‌کنند، در حالی که آنهایی که برهمکنش ضعیف‌تری دارند، سریع‌تر از بین می‌روند. در انتهای ستون، یک آشکارساز هر ترکیب را هنگام خروج حس می کند. با مقایسه زمان‌های ماند (زمانی که طول می‌کشد تا یک ترکیب از طریق ستون حرکت کند) پیک‌های روی کروماتوگرام با ترکیبات خالص شناخته شده، می‌توانیم ناخالصی‌های موجود در نمونه بنزن را شناسایی کنیم.

مساحت زیر هر پیک در کروماتوگرام با مقدار ترکیب مربوطه در نمونه متناسب است. بنابراین با محاسبه نسبت مساحت پیک بنزن به مساحت کل قله ها می توان خلوص بنزن را تعیین کرد. کروماتوگرافی گازی بسیار عالی است زیرا بسیار حساس است و می تواند مقادیر بسیار کمی از ناخالصی ها را تشخیص دهد. همچنین می تواند طیف گسترده ای از ترکیبات را تجزیه و تحلیل کند و برای تشخیص انواع مختلف آلاینده ها در بنزن، ماننداتنیل بنزنودی متیل بنزن.

طیف سنجی جرمی (MS) همراه با کروماتوگرافی گازی (GC - MS)

گاهی اوقات، فقط شناسایی ناخالصی ها کافی نیست. همچنین باید ساختار شیمیایی دقیق آنها را بدانیم. اینجاست که طیف سنجی جرمی وارد می شود، به خصوص زمانی که با کروماتوگرافی گازی (GC - MS) همراه شود. پس از اینکه ترکیبات توسط کروماتوگرافی گازی جدا شدند، وارد طیف سنج جرمی می شوند.

در طیف سنج جرمی، ترکیبات یونیزه می شوند، به این معنی که آنها به ذرات باردار تبدیل می شوند. سپس این یون ها بر اساس نسبت جرم به بار (m/z) جدا می شوند. طیف سنج جرمی یک طیف جرمی ایجاد می کند که مانند اثر انگشت برای هر ترکیب است. با تجزیه و تحلیل طیف جرمی، می توان وزن مولکولی و ساختار ناخالصی های نمونه بنزن را تعیین کرد.

GC - MS بسیار قدرتمند است زیرا توانایی جداسازی کروماتوگرافی گازی را با قدرت شناسایی طیف سنجی جرمی ترکیب می کند. این می تواند به ما کمک کند حتی پیچیده ترین ناخالصی های بنزن را شناسایی و مشخص کنیم و به ما درک دقیق تری از خلوص نمونه می دهد. این روش به ویژه در هنگام برخورد با مقادیر کمی از آلاینده‌های ناشناخته که می‌توانند بر کیفیت بنزن در کاربردهای خاص تأثیر بگذارند، مفید است.

طیف‌سنجی مادون قرمز (IR)

طیف سنجی مادون قرمز یکی دیگر از ابزارهای مفید در خلوص ما است - زرادخانه آزمایش. هنگامی که نور مادون قرمز از یک نمونه بنزن عبور می کند، مولکول های موجود در نمونه طول موج های خاصی از نور مادون قرمز را جذب می کنند. پیوندهای شیمیایی مختلف در مولکول‌ها، طول موج‌های متفاوتی را جذب می‌کنند و یک طیف جذبی مادون قرمز منحصر به فرد ایجاد می‌کنند.

ما می توانیم طیف مادون قرمز نمونه بنزن خود را با یک استاندارد بنزن خالص مقایسه کنیم. هر گونه تفاوت در طیف می تواند نشان دهنده وجود ناخالصی باشد. به عنوان مثال، اگر پیک های جذب اضافی در طیف نمونه وجود داشته باشد، به این معنی است که پیوندهای شیمیایی در نمونه وجود دارد که در بنزن خالص وجود ندارد. این پیوندها می توانند به ناخالصی هایی مانند سایر ترکیبات معطر یا هیدروکربن های آلیفاتیک تعلق داشته باشند.

انجام طیف‌سنجی مادون قرمز نسبتاً سریع و آسان است. این می تواند یک ایده کلی از انواع ناخالصی های نمونه بنزن، به ویژه آنهایی که دارای گروه های عاملی مشخصه هستند، به ما بدهد. با این حال، زمانی که نوبت به تعیین مقدار ناخالصی ها می شود، به اندازه کروماتوگرافی گازی یا GC - MS دقیق نیست.

طیف سنجی تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR).

طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای کمی با فناوری پیشرفته‌تر است. بر اساس این واقعیت است که هسته های اتمی خاصی مانند هیدروژن و کربن - 13 دارای خاصیتی به نام اسپین هستند. وقتی این هسته‌ها در یک میدان مغناطیسی قوی قرار می‌گیرند و با امواج رادیویی تابش می‌شوند، انرژی را جذب کرده و به حالت انرژی بالاتر تبدیل می‌شوند.

طیف سنج NMR میزان جذب امواج رادیویی توسط هسته های نمونه بنزن را اندازه گیری می کند. طیف NMR حاصل، پیک‌هایی را در جابجایی‌های شیمیایی خاص نشان می‌دهد که به محیط شیمیایی هسته‌ها مربوط می‌شود. با تجزیه و تحلیل طیف NMR می توان ساختار و خلوص بنزن را تعیین کرد.

به عنوان مثال، در بنزن خالص، اتم های هیدروژن همه در یک محیط شیمیایی قرار دارند، بنابراین یک پیک واحد در طیف پروتون NMR ایجاد می کنند. در صورت وجود ناخالصی در نمونه، پیک های اضافی ظاهر می شود که نشان دهنده وجود محیط های شیمیایی مختلف است. طیف‌سنجی NMR برای تعیین ساختار مولکولی بنزن و ناخالصی‌های آن بسیار مفید است، اما در مقایسه با روش‌های دیگر می‌تواند گران‌تر و زمان‌برتر باشد.

تیتراسیون

تیتراسیون روش سنتی تری برای تعیین خلوص بنزن است. این شامل واکنش نمونه بنزن با یک معرف شناخته شده در یک واکنش شیمیایی کنترل شده است. به عنوان مثال، ما می توانیم از یک تیترانت استفاده کنیم که به طور خاص با ناخالصی های خاصی در بنزن واکنش نشان می دهد.

ما تیتر کننده را به آرامی به نمونه بنزن اضافه می کنیم تا زمانی که واکنش کامل شود، که معمولاً با تغییر رنگ یا نقطه پایانی قابل مشاهده دیگر مشخص می شود. با اندازه گیری حجم تیترانت استفاده شده می توان میزان ناخالصی موجود در نمونه را محاسبه کرد. سپس می‌توانیم مقدار ناخالصی را از جرم کل نمونه کم کنیم تا خلوص بنزن مشخص شود.

تیتراسیون روشی نسبتا ساده و ارزان است، اما محدودیت هایی دارد. این عمدتا برای تشخیص ناخالصی هایی که می توانند با تیترانت واکنش دهند مفید است و ممکن است به اندازه برخی از روش های ابزاری برای تشخیص مقادیر بسیار کمی ناخالصی دقیق نباشد.

نتیجه گیری

همانطور که می بینید، چندین روش تحلیلی برای تعیین خلوص بنزن خالص وجود دارد. هر روشی مزایا و محدودیت های خاص خود را دارد و ما اغلب از ترکیبی از این روش ها برای به دست آوردن درک جامعی از خلوص نمونه استفاده می کنیم. با اطمینان از خلوص بالای بنزن خود، می توانیم محصولی را به مشتریان خود ارائه دهیم که نیازهای خاص آنها را برای کاربردهای مختلف صنعتی برآورده می کند.

اگر در بازار با کیفیت بالا هستیدبنزن خالص، برای مذاکره خرید با ما تماس بگیرید. ما همیشه آماده بحث در مورد نیازهای شما و ارائه بهترین محصول و خدمات ممکن به شما هستیم.

مراجع

• Skoog، DA، West، DM، Holler، FJ، & Crouch، SR (2013). مبانی شیمی تجزیه. Cengage Learning.
• هریس، دی سی (2016). تجزیه و تحلیل کمی شیمیایی. WH فریمن و شرکت.
• Silverstein، RM، Webster، FX، و Kiemle، DJ (2014). شناسایی طیف سنجی ترکیبات آلی. وایلی.