¿Qué son las interacciones moleculares?

Las interacciones moleculares en gases reactivos (mezclas reactivas) son interacciones entre diferentes moléculas sin enlaces químicos. Normalmente reflejan las llamadas fuerzas intermoleculares, es decir, dependen de la polaridad de las moléculas.

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Alphagaz Air Liquide

¿Qué son las mezclas de gases reactivos puros?

Una mezcla de gases es un conjunto de moléculas de gases reactivos con diferentes características a diferentes concentraciones que, junto con un gas de fondo (a menudo nitrógeno o aire), se preparan en una botella adecuada. 
La reactividad química de las mezclas de gases reactivos es mas alta con relación a la mayoría de las otras mezclas de gases. Sus propiedades pueden variar según la atmósfera ambiental. Especialmente en presencia de humedad, por ejemplo, aumenta la reactividad. Incluso reaccionan con los materiales con los que entran en contacto, metales, polímeros o sobre superficies húmedas.

Debido a su actividad química, las mezclas de gases reactivos son fácilmente absorbidas por las superficies expuestas de los sistemas de detección de gases, incluyendo:

  • Cajas de detección, 
  • Descompresores, 
  • Tuberías,
  • Accesorios de muestreo utilizados para la calibración de analizadores o análisis de muestras. 

Hay metales más reactivos que otros. Por ello se requiere el uso de materiales compatibles y procedimientos de calibración adecuados. De lo contrario, podrían producirse lecturas de concentración incorrectas (especialmente en concentraciones bajas) y un efecto de aumento de los tiempos de respuesta/análisis.

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¿Cuáles son los gases reactivos puros más conocidos?

Los gases reactivos más comunes son:
monóxido de nitrógeno (NO); dióxido de nitrógeno (NO2); silano (SiH4); sulfuro de hidrógeno (H2S); amoníaco (NH3); cloro (Cl2); ácido clorhídrico (HCl); dióxido de azufre (SO2).
Otros gases reactivos: butilmercaptano (C4H9SH); sulfuro de carbonilo (COS); etilmercaptano (C2H5SH); óxido de etileno (C2H4O (ETO)); cianuro de hidrógeno (HCN); metilmercaptano (CH3SH); fosfina (PH3); propilmercaptano (C3H7SH)

¿Cómo se elige la botella y cómo se acondiciona?

Estas mezclas, compuestas de gases reactivos, son, en principio, más activas químicamente. Incluso reaccionan con las paredes de las botellas con las que se preparan. Con el tiempo, serán absorbidos gradualmente por las microcavidades presentes en la pared interna de la botella (puntos activos). Para minimizar estas reacciones, las mezclas de gases reactivos se preparan en botellas de aluminio (reduce el volumen de puntos activos en la superficie interna) y se someten a un tratamiento interno, como la pasivación, para minimizar sus interacciones con las paredes del cilindro o de la botella.

¿Cuál es la vida útil de las mezclas de gases reactivos?

Debido a la reactividad de sus componentes, las mezclas de gases reactivos tienen una vida útil que varía en función de la concentración de los componentes reactivos presentes en la mezcla, entre 6 meses y 3 años. Pasada la fecha de caducidad, se recomienda sustituir la mezcla por una nueva ya que no se garantiza que las mediciones realizadas con esta última sean válidas (debido a las transformaciones que se producen por la reactividad de sus compuestos).

¿Cuáles son los materiales recomendados para utilizar mezclas de gases reactivos?

El uso de materiales compatibles es un aspecto fundamental a tener en cuenta antes de utilizar la mezcla de gases reactivos. Por lo tanto, deberá consultar la tabla de compatibilidad de materiales y confirmar el tipo de regulador, tubería y/o equipo que puede utilizar. Para determinadas mezclas de gases reactivos, es necesario utilizar reguladores y/o equipos y tuberías de acero inoxidable con un tratamiento específico.

¿A qué desafíos nos enfrentamos en la detección y la calibración?

Su mayor reactividad química mejora la absorción por las superficies de contacto de los detectores de gas, las tuberías por las que pasan y sus accesorios. Si hay interacciones entre diferentes especies de gases reactivos, las concentraciones pueden, con el tiempo, sufrir cambios significativos. Esta situación es más crítica a bajas concentraciones y representa un riesgo sobre el resultado final de la calibración. 

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¿Puedo tener diferentes gases reactivos en la misma botella?

  • . Es posible tener diferentes mezclas compuestas de gases reactivos en una misma botella siempre que no interactúen entre sí. Por ello, se debe realizar un estudio inicial de la compatibilidad de los componentes de la mezcla entre sí y elegir los materiales más adecuados para la botella y el grifo.

  • NO. A veces no es posible tener diferentes moléculas en una misma botella porque interactúan entre sí, de modo que la concentración de cada una puede sufrir estas interacciones y la concentración de la mezcla cambia con el tiempo.

Antes de su uso, ¿qué precauciones de seguridad de manipulación y uso se deben tomar?

  1. Calcule y prediga el riesgo y compruebe las condiciones de seguridad en el lugar de uso: garantice la ventilación de la sala o del laboratorio, compruebe el correcto funcionamiento de los detectores, verifique que las botellas estén seguras gracias a una conexión sólida, utilice los EPI recomendados para gases a presión y garantice una temperatura dentro del intervalo de uso.
  2. Las botellas sólo deben ser manipuladas por personal cualificado, en buenas condiciones físicas y con capacitación adecuada en el uso de gases en botellas a presión.
  3. Lea la ficha de datos de seguridad de la mezcla proporcionada en el momento de la entrega.
  4. Asegúrese de que los equipos y reguladores a utilizar sean compatibles y funcionales sin suciedad (aceite, polvo, etc.) o impurezas.
  5. Consulte y siga el proceso recomendado de apertura de la botella a presión y respete el número de ciclos de purga a realizar. 
  6. Compruebe la validez de la mezcla.
  7. En caso de duda, no abra la botella y consulte al personal cualificado de su proveedor.

¿Existe alguna impureza que pueda interferir con las mezclas de gases activos o reactivos?

SÍ, por ejemplo, las mezclas de gases pueden ser sensibles a la humedad (agua, H2O) o cuando contienen monóxido de carbono (CO); o al oxígeno (O2) cuando la mezcla contiene monóxido de nitrógeno (NO), porque puede reaccionar con el oxígeno (O2) y formar dióxido de nitrógeno (NO2).

¿Es posible tener mezclas de gases activos/reactivos acreditadas?

SÍ. Existen centros de llenado de gases especiales del grupo Air Liquide que producen mezclas de gases reactivos acreditadas en determinadas concentraciones para determinados componentes o especies en diferentes botellas y cantidades. Las mezclas acreditadas se suministran con un certificado o un informe de conformidad con la norma ISO 17025.

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