درصد خلوص و قیمت آرگون کوانتومتری چیست؟

درصد خلوص و قیمت آرگون کوانتومتری چیست؟

آرگون کوانتومتری یکی از خالص‌ترین انواع گاز آرگون است که در آنالیزهای دقیق آزمایشگاهی و دستگاه‌های طیف‌سنجی (مانند OES، ICP-OES و ICP-MS) به کار می‌رود. این گاز با داشتن درجهٔ خلوص بسیار بالا، شرایطی بی‌اثر و پایدار برای تحلیل عنصری فراهم می‌آورد و از ایجاد تداخل یا آلودگی در نتایج طیف‌سنجی جلوگیری می‌کند.

۱. تعریف آرگون کوانتومتری

آرگون کوانتومتری (Argon for Spectrometry یا Argon 5.0/5.5) نوعی گاز آرگون است که با خلوص حداقل ۹۹٫۹۹۹٪ (گرید ۵٫۰) تا ۹۹٫۹۹۹۵٪ (گرید ۵٫۵) تولید می‌شود. این گاز به دلیل خلوص بسیار زیاد، به‌ویژه ناخالصی‌های کمتر از یک بخش در میلیون (ppm)، برای کاربردهای دقیق طیف‌سنجی و کوانتومتری طراحی شده است.

در دستگاه کوانتومتر (Optical Emission Spectrometer – OES)، گاز آرگون نقش محیط بی‌اثر را دارد تا در هنگام تحلیل فلزات و آلیاژها، هیچ واکنش مزاحمی بین نمونه و اتمسفر اطراف رخ ندهد.

۲. ساختار شیمیایی و ویژگی‌های فیزیکی

آرگون یکی از گازهای نجیب است با عدد اتمی ۱۸ و آرایش الکترونی پایدار.این ساختار باعث می‌شود آرگون از نظر شیمیایی غیرفعال و بی‌اثر باشد.

ویژگی‌های فیزیکی آن شامل موارد زیر است:

بی‌رنگ، بی‌بو و بی‌مزه

نقطه‌جوش: ‎–185.8 °C

نقطه‌ذوب: ‎–189.3 °C

چگالی در دمای 20°C: حدود 1.78 kg/m³

نقطه شبنم در گرید کوانتومتری: بین ‎–70 تا ‎–90 °C

این ویژگی‌ها موجب می‌شوند که آرگون برای ایجاد اتمسفری کاملاً خنثی و خشک در محیط‌های تحلیلی بسیار مناسب باشد.

۳. فرآیند تولید و پالایش

تولید آرگون کوانتومتری طی مراحل متعدد پالایش و خالص‌سازی انجام می‌شود:

تقطیر جزبه‌جز هوای مایع:ابتدا هوا مایع شده و مؤلفه‌های آن (نیتروژن، اکسیژن، آرگون) جدا می‌شوند.

تصفیه ثانویه و حذف ناخالصی‌ها:برای افزایش خلوص، از فیلترهای مولکولی، جاذب‌های اکسیژن، حذف‌کننده‌های رطوبت و سیستم‌های کاتالیستی استفاده می‌شود.

کنترل نهایی و آزمون خلوص:در این مرحله، میزان ناخالصی‌ها (O₂، N₂، H₂O، CO₂، CH₄ و H₂) با ابزارهای پیشرفته مانند گازکروماتوگرافی و آنالیزگرهای توده‌ای بررسی می‌شود.

بسته‌بندی در سیلندرهای ویژه:گاز نهایی در سیلندرهای فولادی یا آلومینیومی با شیر و آب‌بندی مخصوص گازهای خالص پر می‌شود تا کمترین میزان نشت یا آلودگی ممکن رخ دهد.

۴. نقش و عملکرد در طیف‌سنجی (کوانتومتری)

در دستگاه‌های OES و ICP، نمونهٔ فلزی یا مایع در محیطی پر از آرگون قرار می‌گیرد. سپس با اعمال تخلیه الکتریکی یا میدان پلاسما، اتم‌های نمونه برانگیخته شده و نور ویژه‌ای از خود ساطع می‌کنند.

اگر آرگون دارای ناخالصی باشد، گازهای مزاحم (به‌ویژه اکسیژن و رطوبت) باعث تشکیل گونه‌های ناخواسته یا خطوط طیفی اضافی در دستگاه خواهند شد. در نتیجه، دقت تشخیص عناصر به‌ویژه در مقادیر بسیار کم (trace elements) کاهش می‌یابد. به همین دلیل استفاده از آرگون کوانتومتری، شرط اصلی برای تضمین دقت و تکرارپذیری نتایج آزمایشگاهی است.

۵. کاربردهای صنعتی و تحقیقاتی

آرگون کوانتومتری به دلیل خلوص بالا و رفتار بی‌اثر، در گستره‌ی وسیعی از صنایع و تحقیقات استفاده می‌شود، از جمله:

آنالیز عناصر فلزی با دستگاه‌های OES و ICP-OES/MS

ایجاد اتمسفر بی‌اثر در فرایندهای ذوب و ریخته‌گری فلزات خاص (مانند تیتانیوم و فولادهای زنگ‌نزن)

کالیبراسیون گازهای استاندارد در صنایع نفت و گاز

حفاظت از نمونه‌های حساس در واکنش‌های شیمیایی یا فیزیکی

تحقیقات فیزیک پلاسما و آزمایش‌های مربوط به احتراق کنترل‌شده

۶. الزامات نگهداری و انتقال

به منظور حفظ خلوص و ایمنی، رعایت موارد زیر در نگهداری آرگون کوانتومتری ضروری است:

نگهداری سیلندر به صورت عمودی و ثابت‌شده با زنجیر یا گیره‌ی مخصوص

دور نگه داشتن از حرارت مستقیم، شعله یا نور خورشید

استفاده از رگلاتور و اتصالات مخصوص گازهای فوق‌خالص (Stainless steel 316L یا PTFE)

تخلیه کامل مسیر گاز قبل و بعد از هر آزمایش برای جلوگیری از برگشت هوا

جلوگیری از نشت سیلندر در فضاهای بسته؛ زیرا آرگون سنگین‌تر از هواست و می‌تواند جای اکسیژن را بگیرد.

۷. نکات ایمنی

اگرچه آرگون گازی غیرسمی و بی‌واکنش است، اما در محیط‌های بسته ممکن است خطر خفگی ایجاد کند. تماس مستقیم پوست با گاز سرد نیز می‌تواند باعث یخ‌زدگی و سوختگی سرد شود.

در کار با آرگون کوانتومتری باید همیشه از:

محیط دارای تهویه مناسب

ابزار حفاظتی (دستکش عایق، عینک ایمنی)

و تجهیزات اطفاء حریق استاندارد استفاده گردد.

۸. استانداردها و گریدهای معمول

گاز آرگون در بازار بر اساس خلوص به گریدهای مختلفی تقسیم می‌شود:

گرید ۵٫۰: خلوص ۹۹٫۹۹۹٪ (ویژه مصارف آزمایشگاهی و طیف‌سنجی)

گرید ۵٫۵: خلوص ۹۹٫۹۹۹۵٪ (مخصوص کاربردهای کوانتومتری و پلاسما)

هرچه گرید بالاتر باشد، میزان ناخالصی‌های از نوع O₂، H₂O، N₂، CO₂ و CH₄ کمتر است و برای اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر مناسب‌تر خواهد بود.

آرگون کوانتومتری به عنوان یکی از خالص‌ترین گازهای صنعتی و آزمایشگاهی، اساس عملکرد دقیق در بسیاری از دستگاه‌های تحلیلی است. این گاز نقش کلیدی در ایجاد محیطی بی‌اثر، جلوگیری از واکنش‌های جانبی و تضمین صحت نتایج طیف‌سنجی ایفا می‌کند.

ترکیب امنیت، ثبات و خلوص بالا باعث شده است که آرگون کوانتومتری به طور گسترده در صنایع فلزی، تحقیقات علمی، آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت و فناوری‌های پلاسما مورد استفاده قرار گیرد.

9.ملاحظات اقتصادی و قیمت‌گذاری آرگون کوانتومتری

قیمت آرگون کوانتومتری به مراتب بالاتر از آرگون صنعتی معمولی است؛ این تفاوت قیمت مستقیماً ناشی از فرآیندهای پیچیده و پرهزینهٔ خالص‌سازی (پالایش چندمرحله‌ای تا رسیدن به گرید ۵٫۰ یا ۵٫۵) است که برای حذف ناخالصی‌ها تا حد ppm انجام می‌شود. عوامل اصلی تعیین‌کننده قیمت نهایی، علاوه بر سطح خلوص، شامل حجم سیلندر (معمولاً ۱۰،5،20، ۴۰ یا ۵۰ لیتری)، برند تولیدکننده (مانند شرکت‌های جهانی یا داخلی)، و هزینهٔ تجهیزات جانبی مانند شیرهای تنظیم فشار خاص برای گازهای خالص است. به دلیل ماهیت تحلیلی و حساسیت کاربرد، آرگون کوانتومتری یک کالای مصرفی تخصصی محسوب شده و سرمایه‌گذاری در این ماده اولیه، به معنای تضمین کیفیت و دقت در نتایج آنالیزهای گران‌قیمت است.