Análisis de contaminación

Análisis de contaminación

El análisis de contaminación generalmente indica si hay un material desconocido en el producto, la estructura química y física de esta sustancia extraña, cómo y cómo la sustancia contamina su producto, los daños que esta sustancia causará al producto a corto, mediano y largo plazo, etc. Se hace para obtener respuestas detalladas a preguntas como.

Análisis de contaminación

En el análisis de contaminación, el protocolo consta de cuatro partes:

  • Examen visual
  • Pruebas analíticas orgánicas con espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR)
  • Pruebas analíticas con microscopía electrónica de barrido / espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (SEM / EDS)
  • Prueba analítica iónica con cromatografía iónica (IC)

Metodologías de Análisis de Contaminación

Examen visual

Los primeros pasos de cualquier investigación de prueba siempre deben ser un examen completo a simple vista y un microscopio estereoscópico (o similar).

Se puede recopilar una gran cantidad de información observando el contaminante desconocido. Aquí hay algunas preguntas comunes a tener en cuenta al realizar su revisión:

  • ¿De qué forma es la sustancia? Sólido, líquido, gel, etc. usted? ¿Cuál es su textura?
  • ¿De qué color es el artículo?
  • ¿Está la sustancia en un área específica de la muestra de prueba o se distribuye al azar?
  • ¿Es este un evento aislado para este tipo de muestra o se trata de una "amplia difusión"?

Aunque parecen insignificantes al comienzo del análisis, las respuestas a estas preguntas pueden ayudar a encontrar una respuesta final después de completar la prueba analítica.

Un ejemplo del mundo real: un análisis de un material sólido "azulado" desconocido descubre que la sustancia es a base de cobre e inorgánica. El análisis de la sustancia por SEM / EDS detecta cobre y oxígeno, pero dado que el EDS no puede detectar hidrógeno, no puede distinguir entre óxido de cobre (II) - CuO - e hidróxido de cobre (II) - Cu (OH) 2.

Cuando se sumerge en algunos materiales de referencia y el óxido es negro / marrón, se ve que el hidróxido es azul / azul-verde. A partir de aquí, la característica visual simple del color es "¿Qué es esto?" responde la pregunta

Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR)

FTIR La prueba analítica orgánica es una técnica analítica estándar utilizada para identificar cualitativamente la presencia de materiales de base orgánica. Con un análisis FTIR, se pueden responder muchas preguntas nuevas para identificar material contaminante.

  • ¿Es la sustancia orgánica o inorgánica?
  • Si es orgánico, ¿qué picos de unión química característicos hay?
  • Al comparar este espectro con las bibliotecas espectrales de uno, ¿se encuentran coincidencias espectrales?
  • ¿Los espectros coincidentes son significativos para el problema en cuestión?

La primera de las dos técnicas analíticas puede proporcionar una cantidad significativa de información sobre la sustancia, especialmente si es de base orgánica y, a veces, "¿Qué es esto?" Puede responder la pregunta directamente.

Microscopía electrónica de barrido / Espectroscopía de rayos X del distribuidor de energía (SEM / EDS)

SEM / ESD s Prueba analítica elemental En realidad es una combinación de dos técnicas. La porción SEM es un método visual que permite ver una muestra de manera ligeramente diferente a simple vista o con un microscopio óptico. La imagen creada por SEM es en escala de grises y se basa en los electrones encontrados en el área estudiada: los elementos más pesados ​​aparecen más brillantes y los elementos más claros aparecen más oscuros.

A veces, el SEM detecta el material contaminante que no se puede ver a simple vista. Por ejemplo, los materiales ópticamente transparentes se pueden ver en SEM. Además, los residuos finos o los residuos que solo se pueden ver a gran aumento son más visibles en SEM que la microscopía óptica.

El análisis EDS, que cambia de bando en SEM / EDS, es una técnica analítica estándar que identifica especies elementales en un área particular de interés. 

A partir de este espectro, se pueden obtener resultados cuantitativos para cualquier tipo de elemento (por encima del carbono en la tabla periódica) disponible en su área de interés. Además, esta información adicional puede ayudar a responder más preguntas para identificar material contaminante:

  • ¿Es la sustancia orgánica o inorgánica?
  • ¿El material es metálico?
  • ¿Algunos elementos están representados en concentraciones más altas?
  • ¿Los elementos detectados sugieren un compuesto o compuestos químicos específicos?

Al igual que con FTIR, esta técnica analítica puede proporcionar información sustancial sobre la materia y, de vez en cuando, preguntar "¿Qué es esto?" También puede responder a su pregunta.

Un ejemplo del mundo real: se obtuvo un espectro de una sustancia desconocida contenida en una bandeja de condensado, y la presencia de aluminio, azufre y oxígeno se detectó predominantemente en el escaneo. El aluminio, que sirve como catión en un compuesto similar a la sal, y el azufre y el oxígeno probablemente estarán presentes como el anión sulfato, lo que indica que la sustancia desconocida es el sulfato de aluminio. Si bien se han realizado más investigaciones, se ha encontrado que la bandeja de condensado está hecha de aluminio, lo que indica que algo en el fluido de condensado probablemente corroe la bandeja para formar el producto de corrosión.

Prueba analítica iónica con cromatografía iónica (IC)

IC es un método analítico utilizado para identificar y medir compuestos iónicos. Un compuesto iónico es un compuesto químico que consiste en un catión, un ion cargado positivamente y un anión, un ion cargado negativamente, y unido por fuerzas electrostáticas. Las sales como el NaCl son compuestos iónicos. Cuando se disuelve o en presencia de humedad o humedad, los compuestos iónicos pueden volverse eléctricamente conductores. Por lo tanto, la contaminación iónica en la electrónica es particularmente problemática, ya que un mayor contenido iónico puede conducir a baja resistencia y cortocircuitos. Por lo tanto, al determinar cuantitativamente la contaminación iónica, el IC puede recopilar más información e identificar un contaminante. La prueba de IC puede responder las siguientes preguntas:

  • ¿Es la sustancia iónica?
  • ¿Cuáles son las especies iónicas disponibles? ¿Cuánto cuesta cada uno disponible?
  • ¿Es probable que la cantidad detectada cause el problema?
  • ¿Las especies iónicas detectadas indican una posible fuente?

En la mayoría de los casos, los resultados de cada uno de los segmentos de análisis de contaminación - Inspección visual, FTIR, SEM / ESD e IC - se usan con el otro para producir un resultado singular. No es raro que una técnica proporcione más información que otras; sin embargo, usarlos todos juntos es una mejor manera de obtener una imagen completa.

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