2025-08-19
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.
Tabla 1 Lista de configuración del cromatógrafo de gases
Nº | Modular | Cant. |
---|---|---|
1 | Cromatógrafo de gases GC6100 | 1 |
2 | Detector FID | 1 |
3 | Autoinyector ALS6100 | 1 |
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.
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.
Fig. 1 Cromatograma en blanco del reactivo disulfuro de carbono
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 |
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
Nº | 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
Nº | 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 |
Fig. 4 Curva de calibración y coeficientes de correlación para compuestos de la serie del benceno
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.
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 0,86×10⁻³ y 1,35×10⁻³ mg/m³, y los límites inferiores de cuantificación (LLOQ) fueron de 3,45×10⁻³ a 5,4×10⁻³ 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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