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Determinación de los compuestos BTEX en el aire ambiente mediante cromatógrafo de gas GC6100

2025-08-19

Últimas noticias de la empresa sobre Determinación de los compuestos BTEX en el aire ambiente mediante cromatógrafo de gas GC6100
Determinación de compuestos BTEX en aire ambiente mediante cromatógrafo de gases GC6100

Los compuestos BTEX (o homólogos del benceno) se refieren al benceno y sus derivados, que incluyen principalmente compuestos orgánicos aromáticos como el benceno, el tolueno, el etilbenceno y el xileno (BTEX). Estas sustancias existen ampliamente en la producción industrial, los gases de escape de vehículos, los materiales de construcción (por ejemplo, pinturas, revestimientos, adhesivos) y los productos de uso diario. Los compuestos BTEX se caracterizan por su alta volatilidad y toxicidad significativa. En particular, el benceno ha sido clasificado como carcinógeno del Grupo 1 por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC). La exposición prolongada puede provocar trastornos hematopoyéticos, como anemia aplásica y leucemia, y también causar daños graves al sistema nervioso central, al sistema reproductivo y al desarrollo fetal. Este experimento hace referencia a la "Determinación de compuestos BTEX en aire ambiente mediante adsorción de carbón activado/desorción de disulfuro de carbono-cromatografía de gases" (HJ 584-2010), utilizando el cromatógrafo de gases GC6100 de Wayeal equipado con un detector FID para el análisis de compuestos de la serie del benceno en aire ambiente.

Palabras clave:Compuestos BTEX, cromatógrafo de gases, detector FID, aire ambiente.
1. Método experimental
1.1 Configuración del instrumento

Tabla 1 Lista de configuración del cromatógrafo de gases

Modular Cant.
1 Cromatógrafo de gases GC6100 1
2 Detector FID 1
3 Autoinyector ALS6100 1
1.2 Materiales experimentales y equipos auxiliares
  • Solución madre estándar de 8 compuestos de la serie del benceno en disulfuro de carbono (100μg/mL)
  • Disulfuro de carbono: grado GC
  • Nitrógeno
  • Generador de hidrógeno
  • Generador de aire
1.3 Condiciones de prueba
  • Columna cromatográfica: Columna capilar GC de cera, 30 m×0,32 mm×0,5μm
  • Programa de temperatura: Temperatura inicial de la columna: 50°C (mantener durante 5 min); Velocidad de rampa: 5°C/min -> 90°C (mantener durante 1 min)
  • Gas portador: Nitrógeno de alta pureza (N₂)
  • Caudal de la columna: 3 mL/min
  • Temperatura de entrada: 250°C
  • Temperatura del detector: 250°C
  • Caudal de aire: 300 mL/min
  • Caudal de hidrógeno: 40 mL/min
  • Caudal de gas de compensación: 25 mL/min
  • Volumen de inyección: 1μL
  • Modo de inyección: Inyección dividida, Relación de división 5:1
1.4 Preparación de la solución
1.4.1 Soluciones de trabajo estándar lineales para compuestos de la serie del benceno

Pipetear con precisión la solución madre estándar de la serie del benceno (100μg/mL) y diluir con disulfuro de carbono para preparar soluciones de trabajo estándar con concentraciones de masa de 0,5μg/mL, 1,0μg/mL, 5μg/mL, 10μg/mL, 20μg/mL y 50μg/mL, respectivamente.

1.4.2 Solución LOD de compuestos de la serie del benceno (0,1 μg/mL)

Pipetear con precisión la solución estándar de la serie del benceno (0,5μg/mL), disolver y diluir con disulfuro de carbono para preparar la solución del límite de detección (LOD) a una concentración de 0,1μg/mL.

2. Resultados y discusión
2.1 Análisis cualitativo de la muestra estándar
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Fig. 1 Cromatograma en blanco del reactivo disulfuro de carbono

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Fig. 2 Cromatograma de la solución estándar de la serie del benceno (10μg/mL)

Tabla 2 Parámetros cromatográficos para la solución estándar de la serie del benceno (10μg/mL)

Compuestos Tiempo de retención (min) Área del pico Número de placa teórica Resolución
Benceno 3.122 32.671 12073 16.664
Tolueno 5.171 34.550 24441 19.847
Etilbenceno 7.755 35.355 58681 1.756
p-Xileno 7.979 35.200 62781 1.591
m-Xileno 8.182 35.674 66438 8.021
Isopropilbenceno 9.212 35.428 80327 2.453
o-Xileno 9.526 35.652 91419 18.495
Estireno 11.780 35.448 160231 N/A
Nota: Como se muestra en el cromatograma anterior, la resolución de los picos cromatográficos de cada compuesto de benceno es mayor que 1,5, lo que cumple con los requisitos del análisis experimental.
2.2 Repetibilidad
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Fig. 3 Cromatograma de repetibilidad de la solución estándar de la serie del benceno (10μg/mL)

Tabla 3 Parámetros de repetibilidad cromatográfica para el benceno

Componente Tiempo de retención Área del pico
1 Benceno 3.121 32.320
2 3.121 32.395 32.395
3 3.123 32.715 32.715
4 3.123 32.244 32.244
5 3.122 32.180 32.180
6 3.123 32.558 32.558
Promedio N/A 3.122 32.402
RSD (%) N/A 0.031 0.622

Tabla 4 Parámetros de repetibilidad cromatográfica para el tolueno

Componente Tiempo de retención Área del pico
1 Tolueno 5.171 34.269
2 5.170 34.237 34.237
3 5.172 34.647 34.647
4 5.172 34.225 34.225
5 5.170 34.178 34.178
6 5.173 34.513 34.513
Promedio N/A 5.171 34.345
RSD (%) N/A 0.023 0.551
Nota: La solución estándar de la serie del benceno (10μg/mL) se inyectó seis veces repetidamente. Los valores de RSD del tiempo de retención para todos los compuestos objetivo fueron inferiores al 0,040% y los valores de RSD de las áreas de los picos fueron todos inferiores al 0,74%, lo que demuestra una excelente repetibilidad.
2.3 Linealidad
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Fig. 4 Curva de calibración y coeficientes de correlación para compuestos de la serie del benceno

Nota: Los estándares de calibración para los compuestos de la serie del benceno en esta prueba son 0μg/mL, 0,5μg/mL, 1,0μg/mL, 5μg/mL, 10μg/mL, 20μg/mL y 50μg/mL. Todos los componentes objetivo en las soluciones estándar de la serie del benceno demostraron una excelente linealidad, con coeficientes de correlación (R²) >0,999, lo que cumple totalmente con los requisitos analíticos.
2.4 Límite de detección

Fórmula de cálculo:

ρ =(W-W0)×V / Vnd

ρ: Concentración de masa del compuesto objetivo en el aire, mg/m³.

W: Concentración de masa en la solución de desorción de la muestra (de la curva de calibración), μg/mL.

W₀: Concentración de masa en la solución de desorción en blanco (de la curva de calibración), μg/mL.

V: Volumen de la solución de desorción, mL.

Vₙd: Volumen de muestreo en condiciones estándar (101,325 kPa, 273,15 K), L.

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Fig. 5 Cromatograma de benceno

La solución estándar de la serie del benceno (0,1μg/mL) se inyectó ocho veces repetidamente y los resultados se sustituyeron en la fórmula para el cálculo. Con un volumen de muestreo de 10 L, los límites de detección (MDL) oscilaron entre 0,86×10³ y 1,35×10³ mg/m³, y los límites inferiores de cuantificación (LLOQ) fueron de 3,45×10³ a 5,4×10³ mg/m³, cumpliendo con los requisitos estándar.

3. Conclusión

Este método utiliza el cromatógrafo de gases GC6100 de Wayeal equipado con un detector FID para el análisis de compuestos de la serie del benceno en aire ambiente. Los resultados experimentales muestran que la resolución de los picos cromatográficos de cada compuesto de benceno es mayor que 1,5, lo que cumple con los requisitos del análisis experimental. La solución estándar de compuesto de benceno (10μg/mL) se inyectó seis veces, y los valores de RSD de los tiempos de retención de cada compuesto de benceno fueron todos inferiores al 0,040%, mientras que el valor de RSD del área del pico fue del 0,74%, lo que indica una buena repetibilidad. Cuando la concentración de la curva de trabajo estándar de benceno es de 0,5-50μg/mL, la linealidad de cada componente en la solución estándar de benceno es buena, con un coeficiente de correlación lineal > 0,999, lo que cumple con los requisitos del análisis experimental. Los resultados del límite de detección y el límite inferior de cuantificación de este método cumplen con los requisitos estándar, lo que confirma su idoneidad para el análisis de compuestos de la serie del benceno en aire ambiente.

4. Atención

Los disolventes y las muestras estándar utilizados en el experimento son compuestos tóxicos y nocivos. Su preparación de soluciones y el pretratamiento de las muestras deben llevarse a cabo en una campana extractora. Al operar, se debe usar equipo de protección de laboratorio de acuerdo con las regulaciones para evitar el contacto con la piel y la ropa.

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