ليس من السهل في كثير من الأحيان التمييز بين الغازات الصناعية وغازات المختبرات أو الغازات الخاصة. معظم الغازات المضغوطة لها تطبيقات صناعية، وفي الواقع تعتبر الغازات المضغوطة من الغازات الصناعية. ولهذا السبب، ومن أجل التمييز بين الغازات الصناعية وغازات المختبرات، بالإضافة إلى التطبيق، يجب أيضًا مراعاة عوامل أخرى مثل التعقيد ودرجة النقاء وضمان التركيب.
يتم تجميع الغازات المضغوطة غالبًا في 5 عائلات غير مرتبطة: الغلاف الجوي، والوقود، وغاز التبريد، والغازات السامة، وتلك التي ليس لها علاقة واضحة بالعائلات الأخرى. إن تقسيم هذه العائلات هو أمر تعسفي إلى حد ما ويعتمد عادة على أصل الغاز، أو نوع الاستخدام، أو التركيب الكيميائي للغاز. يمكن أن تنتمي غازات المختبرات إلى أي من هذه العائلات، وهي في الأساس غازات صناعية تم ترقيتها إلى مستوى أعلى. ويعرف القاموس كلمة خاص بأنها: استثنائي، خاص، عالي الكفاءة أو معيار الجودة، لذلك يمكن تعريف الغاز الخاص بأنه غاز ذو خصائص ممتازة لتطبيقات خاصة. يتم تحضير هذه الغازات بطرق مخبرية لقياس أو إزالة أو تقليل الخصائص غير المرغوب فيها في الغاز. بالنسبة لمخاليط الغاز الخاصة، من الضروري الحصول على مزيج دقيق من تركيز مكونات الخليط.
غازات نقية خاصة
الغاز النقي هو غاز خاص يستخدم كغاز للأدوات المختبرية. مثل أجهزة الكروماتوجراف ومطياف الكتلة وغيرها من أنواع المحللات والكاشفات. عادةً ما يحدد مصنعو هذه الأدوات فائقة الحساسية درجة نقاء الغازات النقية المستخدمة في أدواتهم. على سبيل المثال، يتم استخدام الهيليوم عالي النقاء بدون رطوبة كغاز حامل في هذه الأجهزة. عند وجود شوائب غير مرغوب فيها، يضعف أداء هذه الأدوات المخبرية أو قد تتلف الأداة نفسها. وكقاعدة عامة، عندما تكون درجة النقاء (أحيانًا تصل إلى 99.9999%) عالية، أو عندما تكون كمية الشوائب منخفضة، يمكن اعتبار الغاز النقي غازًا خاصًا.
يُستخدم الغاز النقي الخاص بشكل جيد في إنتاج أشباه الموصلات وغيرها من التطبيقات المماثلة الخاضعة للرقابة. كما أنها تستخدم لفحص ومراقبة جودة الغاز السائب النقي. ويعتبر ثاني أكسيد الكربون مثالاً جيدًا، ويمكن اعتبار غاز ثاني أكسيد الكربون (الصالح للشرب) المستخدم في إنتاج المشروبات الغازية بمثابة غاز سائب. لأنه يستخدم بكميات كبيرة. ومن ناحية أخرى فإن درجة النقاء مهمة جداً من الناحية الصحية؛ ولذلك، لمعايرة الأداة المستخدمة للتحكم في نقاء ثاني أكسيد الكربون السائب. ويلزم وجود ثاني أكسيد الكربون النقي الخاص الذي يتم فيه قياس كافة الشوائب الصغيرة بعناية.
مخاليط غاز المختبر (خاصة)
توجد أيضًا معظم الغازات الخاصة (المخبرية) على شكل خليط. عندما يتعلق الأمر بمكونات الخليط الخاص المذكور، فإننا نواجه بعض القيود؛ خاصة مخاليط الغاز التي تستخدم غالبًا مع مجموعة متنوعة من المحللين للتحكم في العمليات والامتثال التنظيمي. تكون بعض مخاليط الغاز المحددة موحدة إلى حد ما وقد تشتمل على 3 أو 4 مكونات مثل أكسيد النيتريك أو مخاليط ثاني أكسيد الكبريت، والتي تستخدمها المرافق (المياه والكهرباء والنفط وما إلى ذلك) لمعايرة النظام للمراقبة المستمرة والانبعاثات (CEMs). تستخدم. قد تكون المخاليط الأخرى معقدة للغاية، على سبيل المثال، تحتوي على 30 مكونًا أو أكثر. ومن أجل التحقق من القياسات الدقيقة لمكونات الخليط، عادة ما يتم استخدام مادة مرجعية قياسية (SRM). ويوفر إمكانية التتبع لمعايير القياس المشتركة من معاهد القياس المعترف بها (مثل المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST)). عادةً ما تحتوي بعض المخاليط على مكونات يتم قياسها على أجزاء في المليون وأجزاء في المليار (PPM وPPB).
تعتبر التحاليل المعملية لتحديد كمية المكونات والشوائب في خليط غاز معين مهمة وحساسة دائمًا. لكل أسطوانة تحتوي على خليط معين يتم إعداد وثيقة رسمية تعرف بشهادة الأصالة أو إدارة جودة المنتج. بالنسبة لبعض الغازات النقية المحددة، تتضمن هذه الشهادة ما يلي: قيم التركيز لجميع المحتويات، طريقة التركيب، نوع التحليل المختبري، المعيار المرجعي المستخدم لتحضير خليط الغاز، وتاريخ انتهاء الصلاحية.
تاريخ انتهاء الصلاحية هو الفترة الزمنية التي تظل فيها مكونات المخلوط ضمن حد معين من التركيز المحدد. اعتمادًا على ثبات المكونات، يمكن أن تتراوح مدة الصلاحية من 6 أشهر إلى سنتين أو أكثر. من أجل زيادة العمر الإنتاجي لخليط الغاز، يمكن استخدام عمليات تحضير خاصة للأسطوانة مثل تحضير الغاز النبيل لتكييف الجدران الداخلية للأسطوانة.
لا يتم عادةً استخدام الغازات المتخصصة بكميات كبيرة مثل الغازات الصناعية ويتم توفيرها في أسطوانات من الألومنيوم أو الفولاذ عالية الضغط تحتوي على أكثر من 3000 رطل لكل بوصة مربعة (psig) من الضغط. ولهذا السبب، يطلق عليها أحيانًا اسم الغازات الأسطوانية أو غازات الكبسولة. عادةً لا تتضمن الأسطوانة نفسها سعر الغاز المعين بداخلها ويجب إعادتها إلى مورد الغاز عندما يكون الغاز فارغًا. عادة ما يتم دفع إيجار شهري صغير (للأسطوانة) حتى يتم إرجاع الأسطوانة. تتوفر أيضًا العديد من الغازات الخاصة في أسطوانات صغيرة محمولة لا تحتاج إلى إعادتها. وتشمل الحاويات الخاصة الأخرى الزجاجات التي تستخدم غالبًا في المختبرات والأسطوانات العائمة من النوع المكبس التي تستخدم لتخزين الخلائط السائلة المتطايرة.