Direct Determination of the Concentration of Nitric Acid Using Spatially Offset Raman Spectroscopy

Význam tématu

Měření koncentrace kyseliny dusičné je klíčové pro hodnocení rizika, protože její korozivita a oxidační účinky rostou s koncentrací. Použití přenosného Ramanova analyzátoru v režimu prostorově offsetované Ramanovy spektroskopie (SORS) umožňuje rychlé a bezpečné rozpoznání a kvantifikaci kyseliny přímo v nádobě bez nutnosti odběru vzorku.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vytvořit referenční knihovnu Ramanových spekter pro kyselinu dusičnou o různých koncentracích (28–98 % HNO3), nasadit ji na přenosný přístroj Agilent Resolve a ověřit schopnost metody diskriminovat a přibližně kvantifikovat tři testovací koncentrace (32,5, 65 a 95 %) v reálném čase.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky: Řada roztoků kyseliny dusičné připravených z 98% matečného roztoku (21,98 M) na koncentrace 28, 38, 48, 58, 68, 78, 88 a 98 % obj.
• Instrumentace: Přenosný Ramanův analyzátor Agilent Resolve v režimu SORS skrz skleněnou nádobu, standardní nastavení, plný výkon laseru.
• Správa dat: Software Agilent Resolve Command pro vytvoření uživatelské knihovny spekter a její distribuci na analyzátor.

Hlavní výsledky a diskuse

Spektra ukázala systematické posuny intenzit charakteristických Ramanových pásů s narůstajícím obsahem vody. Vytvořená knihovna umožnila pro tři neznámé vzorky (32,5, 65, 95 %) dosáhnout shody nad 90 % s nejbližšími referenčními koncentracemi (28, 68, 98 %). Metoda prokázala vysokou selektivitu a reprodukovatelnost v různých skleněných nádobách, včetně zabarvených lahví.

Přínosy a praktické využití metody

• Okamžitá identifikace a odhad koncentrace kyseliny dusičné bez kontaktu se vzorkem.
• Minimalizace rizika pro obsluhu díky analýze skrz bariéru.
• Možnost správy a distribuce vlastních knihoven pro specifické aplikace (QA/QC, průmyslová bezpečnost, pohotovostní situace).

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření knihoven spekter na další minerální kyseliny a reagenty.
• Integrace do cloudových platforem pro sdílení a aktualizaci uživatelských knihoven v reálném čase.
• Pokročilá multivariační analýza pro kvantitativní stanovení více složek najednou.
• Vývoj lehčích a výkonnějších přenosných spektrometrů s vyšším rozlišením.

Závěr

Implementace SORS na přenosném Ramanově analyzátoru Agilent Resolve společně se softwarovou podporou Agilent Resolve Command dovoluje rychlou, bezpečnou a spolehlivou identifikaci a přibližnou kvantifikaci kyseliny dusičné podle koncentrace. Metoda usnadňuje operativní rozhodování a zvyšuje bezpečnost práce s nebezpečnými látkami.

Reference

• Greenwood N. N., Earnshaw A. Chemistry of the Elements, 2. vydání, Butterworth-Heinemann, 1997, s. 465–471.