بازگشت به لیست مقالات » | شنبه 29 شهریور 1404 در ساعت 16 : 11 دقیقه | نظرات کاربران ( 0 )

دستگاه جذب اتمی (Atomic Absorption Spectroscopy - AAS)

مقدمهای بر طیفسنجی جذب اتمی (AAS)

1- مقدمه و کاربرد

  • طیفسنجی جذب اتمی یکی از روشهای قدرتمند برای تعیین عناصر (معمولاً فلزات) در نمونه ها است.
  • در این روش، جذب نور توسط اتمهای آزاد و گازی شکل اندازه گیری میشود.
  • کاربرد وسیع در تحلیل عناصر کم مقدار در صنایع کلینیکی، محیط زیست، داروسازی، معدن و کشاورزی.

2- اصل کار دستگاه جذب اتمی

  • نمونه های حاوی ترکیبات فلزی به صورت محلول به درون شعله یا کوره اتم سازی شده (Atomization) وارد میشوند.
  • در این فرآیند، ترکیبات تبدیل به اتمهای آزاد گازی شکل میشوند.
  • اتمهای گازی جذب انرژی نوری با طول موج خاصی میکنند که منجر به انتقال الکترون از حالت پایه به حالت برانگیخته میشود.
  • مقدار نور جذب شده متناسب با تعداد اتمهای جذب کننده و در نتیجه غلظت آن عنصر است.

3- اجزای اصلی دستگاه جذب اتمی

  • منبع نور: لامپ کاتد توخالی مخصوص هر عنصر برای ایجاد نور با طول موج خاص آن عنصر.
  • اتمساز: شعله، کوره الکتروترمال یا روشهای دیگر که نمونه را به اتم های آزاد بدل میکند.
  • مونواکروماتور: برای تفکیک طول موج نور و انتخاب طول موج خاص عنصر هدف.
  • آشکارساز: سلول حساس به نور که شدت نور عبوری از اتمها را اندازهگیری میکند.
  • پردازشگر و نمایشگر: برای محاسبه و نمایش غلظت بر اساس مقدار جذب نور.

4- ویژگیهای دستگاه

  • حساسیت بالا در غلظتهای نانوگرم در میلیلیتر.
  • سرعت پاسخگویی بسیار زیاد.
  • توانایی تشخیص طیف گستردهای از عناصر فلزی.

5- گامهای عملی اندازه گیری

  • تنظیم صفر مطلق دستگاه با استفاده از محلول حلال (بدون عنصر).
  • آماده سازی محلولهای استاندارد با غلظتهای معلوم.
  • عبور نور از نمونه ها و ثبت مقدار جذب نور.
  • رسم نمودار کالیبراسیون جذب بر حسب غلظت.
  • محاسبه غلظت نمونه ناشناس با استفاده از منحنی کالیبراسیون.

6- مشکلات و عوامل مزاحم

  • جذب پسزمینه ناشی از پراکندگی یا جذب اجزای غیر اتمی.
  • تداخل طیفی عناصر مختلف.
  • نیاز به روشهای اصلاح پسزمینه مانند تصحیح قوس دوتریوم.
  • نیاز به کالیبراسیون دقیق و شرایط آزمایش کنترل شده.

7- کاربردهای وسیع AAS

  • اندازه گیری فلزات سنگین در آب و خاک.
  • کنترل کیفیت مواد اولیه و محصولات صنعتی.
  • تحلیل نمونه های بیولوژیکی و دارویی.
  • تشخیص مواد آلاینده در محیط زیست.

8- انواع اتم سازها در جذب اتمی

  • شعله (Flame Atomizer):
    • نمونه مایع به صورت اتمیزه شده وارد شعله میشود.
    • شعله اتمها را به حالت گازی آزاد برمیگرداند.
    • متداولترین و ساده ترین روش اتم سازی.
    • معایب: مصرف زیاد نمونه و گازهای سوختنی، حساسیت نسبتا کمتر.
  • کوره الکتروترمال (Electrothermal Atomizer):
    • نمونه به صورت قطرهای روی سطح کوره (معمولاً کربن گرافیت) قرار میگیرد.
    • کوره با افزایش دما آهسته نمونه را خشک، زغال و اتم سازی میکند.
    • حساسیت بسیار بالا حتی برای نمونه های بسیار کم حجم.
    • معایب: زمانبر بودن فرایند و هزینه ی بیشتر.

9- مزایا و معایب دستگاه جذب اتمی

  • مزایا:
    • حساسیت بالا و دقت مناسب برای عناصر فلزی.
    • قابلیت اندازه گیری طیف گستردهای از عناصر با روشهای اتم سازی متفاوت.
    • آسانی در کالیبراسیون و استفاده در آزمایشگاه های مختلف.
  • معایب:
    • شرایط کاری خاص، به ویژه در کوره الکتروترمال.
    • مشکلات پتانسیل تداخل طیفی (Spectral Interferences) و پس زمینه (Background Absorption).
    • نیاز به آماده سازی دقیق نمونه و نگهداری منبع نور.

10- تداخلها و روشهای اصلاح آنها

  • تداخل شیمیایی: ترکیبات دیگر در نمونه با عنصر هدف واکنش میدهند و باعث کاهش یا افزایش جذب میشوند.
  • تداخل طیفی: تداخل خطوط جذب عناصر دیگر یا پراکندگی نور.
  • اصلاح پسزمینه: استفاده از منابع نور دوم، روشهای کانوکشن دوتریوم یا روشهای مدولاسیون برای جدا کردن سیگنال واقعی جذب.
  • ·        استفاده از معرفها و روشهای شیمیایی برای کاهش تداخل شیمیایی.

 

11- نکات ایمنی در کار با AAS

  • احتیاط در کار با شعله های گاز (استیلن، پروپان).
  • استفاده از تهویه مناسب برای دفع گازهای سمی ناشی از نمونه و احتراق.
  • استفاده صحیح از کوره الکتروترمال برای جلوگیری از خطرات الکتریکی و حرارتی.

12- کالیبراسیون و صحت نتایج

  • استفاده از محلولهای استاندارد با دقت بالا.
  • اجرای کنترل کیفی روی نمونه ها و کالیبراسیون دورهای دستگاه.
  • محدود کردن دوره نگهداری محلولها برای جلوگیری از تخریب و آلایش.

13- نکات عملی در تحلیل نمونه

  • رقیق سازی نمونه ها در صورت نیاز برای جلوگیری از تداخل و خطای سنجش.
  • مخلوط کردن دقیق نمونه و محلولهای معرف.
  • ثبت شرایط آزمایش شامل دما، جریان گاز و شرایط شعله.

14- بهبود روش و تکنولوژیهای وابسته

  • تکنولوژی های جدید شامل جذب اتمی با کوره گرافیتی کوپل شده با طیف سنجی جرمی (GFAAS-MS).
  • استفاده از سیستم های خودکار برای نمونه برداری و آمادهسازی.
  • به کارگیری نرم افزارهای پیشرفته برای تحلیل داده ها و کاهش خطاها.
ارسال نظر
عنوان نظر :
نام شما :
ایمیل :
10 / 10
از 1 کاربر