(AAS) طیف سنجی جذب اتمی

یک روش اسپکتروسکوپی برای اندازه گیری کمی عناصر شیمیایی با استفاده از جذب اشعه نوری توسط اتم در حالت گازی است.

اسپکتروسکوپی جذب اتمی یا اتمیک ابزوربشن بر اساس تعامل نور و ماده است، اتم عناصر مختلف، طول موج نوری مختص خود را جذب می کنند. هر چه غلظت عنصر مورد آنالیز بیشتر باشد، تابش بیشتری جذب میشود. طیف سنجی جذب اتمی شامل سه تکنیک شعله، کوره گرافیتی و تولید بخار هیدرید است .

از این دستگاه برای اندازه گیری بیش از 70 نوع از عناصر مختلف استفاده می شود.

اجزای اصلی دستگاه جذب اتمی عبارتند از:

1. منبع تابش      Radiation Source
2. چاپر    Chopper
3. اتم ساز    Atomizer
4. تکفام ساز    Monochoromator
5. آشکار ساز   Detector
6. پردازشگر     Read out

1. منبع تابش طیف خطی نیز مخصوص عنصری که قصد اندازه گیری آن را داریم نشر می کند.

منبع تابش دو نوع است هالو کاتد لامپ ها و لامپ های تخلیه ای بدون الکترود.

لامپ هالو کاتد از یک کاتد فلزی پوشش داده شده از عنصر مورد نظر و یک آند تشکیل شده داخل لامپ با یک گاز بی اثر مانند نئون یا آرگون پر شده است.

در اثر اختلاف ولتاژ بین کاتد و آند، گاز بی اثر یونیزه می شود؛ این یونها با انرژی زیاد به اتمهای فلزی کاتد برخورد می کنند و اتم های کاتد را از تراز پایه به تراز برانگیخته می برند. وقتی این اتمها به حالت پایه

برمی گردند طول موج مخصوص آن عنصر را تابش می کنند.

این تابش به اتم های آزاد نمونه که در حالت گازی است برخورد می کند.

2. در بخش چاپر مزاحمت نورهای نشر شده در طول موج منبع تابش حذف می شود.

3. محلول نمونه توسط سیستم نبولایزر که در بخش اتم ساز قرار گرفته، به صورت قطرات ریز به داخل شعله اسپری می شود این قطرات توسط یک گاز حامل به سمت اتمایزر حرکت کرده و پس از ورود به گرمترین نقطه شعله به اتم های آزاد گازی در حالت پایه در می آیند.

حالاپرتو تابش با طول موج مشخص که از منبع تابش نشر شد به این اتمهای آزاد برخورد می کنند اتمهای آزاد همان عنصر این پرتو را جذب می کنند و از شدت آن کم میشود با محاسبه مقدار پرتو جذب شده توسط آشکارساز با استفاده از منحنی های کالیبراسیون غلظت نمونه به دست می آید.

جذب نور توسط یک نمونه متناسب با تعداد مولکول‌های جذب کننده است. هرچه تعداد این مولکول‌‌ها در یک ترکیب بیشتر باشد، میزان جذب نیز بیشتر می‌شود. بنابراین می‌توان با استفاده از میزان جذب، غلظت یک محلول را به دست آورد.

4. مونوکروماتور(تکفامساز)

طول موج موردنظر را به آشکارساز هدایت کرده و با ممانعت از عبور طول موج های دیگر مزاحمت ناشی از آنها را رفع می کند.

5.  آشکارساز

وظیفه آشکارساز دستگاه اسپکتروفتومتر، تبدیل انرژی نورانی به الکتریکی می باشد

طبق فرمول های زیر، جریان به عبور، عبور به جذب و جذب به غلظت تبدیل می شود.

اثر فوتو الکتریک:

برخورد نور و کندن الکترون از کاتد باعث ایجاد جریان الکتریکی می شود پس نور به جریان تبدیل می شود در واقع دتکتور انرژی تابشی را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.

قانون بیر لامبرت

طبق قانون بیر-لامبرت هرگاه یک اشعه نور از درون محلول عبور کند مقدار نور جذب شده توسط محلول با غلظت آن نسبت مستقیم دارد.

میزان عبور از رابطه زیر به دست می‌آید.

T = I / I۰

طبق روابط بالا میزان عبور متناسب با نسبت شدت‌ جریان ها است.

رابطه بین عبور و جذب به صورت زیر است:

A = – log T

معادله بیر-لامبرت یک رابطه خطی است که به شکل زیر بیان می‌شود طبق این رابطه جذب را داریم غلظت به دست می آید.

A = ɛbc

A: جذب

ε: ضریب جذب مولی

b: طول مسیر نوری

C: غلظت

یکی از اساسی ترین روش های مورد استفاده به منظور محاسبه غلظت یک محلول ناشناخته استفاده از منحنی کالیبراسیون می باشد.

برای رسم نمودار کالیبراسیون باید محلول های استاندارد با غلظت های مشخص بسازیم و به ترتیب از غلظت های پایین به بالا جذب آن را با اتمیک اندازه گیری کنیم با استفاده از داده ها نمودار جذب- غلظت رسم میشود.( محور X غلظت و محور Y جذب)

حالا برای محاسبه غلظت نمونه از این نمودار کالیبراسیون استفاده می کنیم. جذب نمونه مجهول را داریم از روی نمودار غلظت آن به دست می آید.