دستگاه جذب اتمی

دستگاه جذب اتمی یکی از تجهیزات ‌آزمایشگاهی می‌باشد که با طیف سنجی جذب اتمی فعالیت می‌کند و پایه فعالیت آن اسپکتروسکوپی است و میزان وجود عناصر شیمیایی مواد را با کمک جذب نور در حالت گاز انجام می دهد. در آزمایشگاه دستگاه جذب اتمی توانایی تعیین ۷۰ نوع از عنصر ها را دارد.

با ورود تکنولوژی و پیشرفت های علمی برای بسیاری از مباحث دستگاه هایی اختراع و ثبت شده که می تواند  نظریه های موجود در علم را به صورت عملی به ما نشان دهد. پایه و اساس طیف سنجی واکنش بین نور و ماده است و در واقع از امواج برای مطالعه کمی و کیفی ماده استفاده می شود. به طور دقیق می توان سی عنصر را زمانی که زیر یک پی پی ام غلظت داشته باشند با دقت کامل اندازه گیری نمود و برای برخی از عناصر کمترین غلظتی که می تواند محاسبه نماید، ۵۰۰ پی پی ام می باشد که عدد بزرگی است.

دستگاه ها و روش های مختلفی  برای آنالیز مواد موجود است که هر کدام دارای خصوصیات ویژه ای هستند و براساس ویژگی های خاصی کار می کنند. برای فعالیت در آزمایشگاه ها باید با عملکرد دستگاه ها آشنا باشید و مباحث تئوری مربوط به این روش ها را بدانید.

دستگاه جذب اتمی

عملکرد دستگاه جذب اتمی

بر روی ماده ای که در دستگاه جذب اتمی قرار می گیرد، تغییراتی بوجود می آید تا آنالیز درستی بر روی ماده انجام شود. اتمها موجود در ماده می توانند نور را جذب کنند و نکته مهم این است که هر عنصری توانایی جذب طول موج خاصی را دارد و هر چه غلظت  ماده مورد نظر بیشتر باشد، جذب بیشتری صورت خواهد گرفت.

دستگاه جذب اتمی می تواند ماده مورد آنالیز را تبخیر نماید و در مسیر تابش نوری که در دستگاه جذب اتمی موجود است قرار دهد. نمونه ای که در دستگاه جذب اتمی قرار می گیرد باید به صورت محلول باشد. زمانی که محلول در دستگاه جذب اتمی قرار می گیرد، توسط شعله می سوزد و بخار می شود. زمانی که ماده ای بخار می شود، بسیاری از اتم ها به حالت خنثی در می آیند و زمانیکه نور تولید شده توسط دستگاه جذب اتمی به ماده برخورد می کند چون عنصر خنثی می باشد به سرعت جذب آن می شود.

اندازه گیری غلظت ماده در دستگاه جذب اتمی

در واقع برای اندازه گیری غلظت ماده، شدت تابش که از دستگاه جذب اتمی خارج شده با شدت نوری که بعد از جذب توسط عنصر خارج می شود مقایسه می گردد. دستگاه جذب اتمی برای هر عنصر نیاز به لامپ جدا گانه با شدت نور متفاوت دارد ولی امروزه تکفام ساز جلوی منبع  نور قرار می گیرد تا برای هر عنصری طول موج خاصی را عبور دهد ولی میزان رضایت از این قطعه بیشتر از منبع نورهای متفاوت نیست.  زمانی نور به عنصر خنثی تابیده می شود الکترون های لایه ظرفیت تابش را درمحدوده فرابفش و مرئی جذب می کنند و طیفی که حاصل می شود، خطوط باریک کاملا مشخص می باشد.

دستگاه جذب اتمی

زمانی که اتم به صورت آزاد باشد فقط جهش های الکترونی ایجاد می‌شود به همین دلیل است خطوط طیف ایجاد شده به صورت کاملا مجزا می‌باشد. که در واقع همین اتفاق اساس کار دستگاه جذب اتمی می باشد.

پیک های ایجاد شده در طیف بینی جذب اتمی که از جذب یا نشر اتم باشد به صورت خطی است ولی در ملکول یا یون نوار پهنی مشاهده می شود پهنای طیف های اتمی ۰٫۰۰۱ الی۰٫۰۱ نانومتر می باشد.

قانون بیر لامبرت در دستگاه جذب اتمی

قانون بیر لامبرت در دستگاه جذب اتمی کاربرد دارد و در واقع میزان جذب را با میزان غلظت ماده ای که تابش بر روی آن صورت می گیرد، مرتبط می داند. زمانی که ملکول های جاذب نور با طول موجی که مشخص باشد بیشتر باشد جذب نیزافزایش خواهد یافت.

این قانون است که با وارد شدن نور تک رنگ به محیط قسمتی ازآن جذب محیط می شود و قسمتی از محیط خارج می شود. رابطه ای که بین شدت نور وارد شده و خارج شده وجود دارد توسط لامبرت بدست آمد و بیر نیز در مورد محلول ها این مساله را بررسی نمود و تایید نمود که این قانون در مورد حلول ها هم صدق می کند.

این قانون اپتیکی در دستگاه جذب اتمی کاربرد دارد. در واقع دستگاه جذب اتمی بر  اساس جذب نور کار می کند که برای ارزیابی غلظت  در نمونه نیازمند رابطه  بین نور جذب شده  توسط نمونه و غلظت نمونه هستیم. پرتو نور در دستگاه جذب اتمی بسیار باریک است و موجب می شود روش بسیار دقیقی باشد.

دستگاه جذب اتمی از بخش هایی تشکیل شده است که در اینجا به صورت خلاصه نام برده می شود:

– منبع تابش

– اتم ساز

– مونو کروماتور( تک فام ساز)

– دتکتور( آشکارساز)

در دستگاه جذب اتمی لامپ کاتد از یک استوانه شیشه ای تشکیل شده است که منبع تابش این دستگاه است و آند در آن از جنس یک سیم باریک تنگستن، نیکل و یا زیرکونیوم تشکیل یافته است. برخی مواقع لامپ ای تخلیه بدون الکترود نیز به کار می رود که تابش فراوان با طیف هایی با پهنای باند کم تولید می کند. اتم ساز به دو شکل شعله و یا کوره تقسیم می شود که کیفیت شعله و نوع سوخت می تواند از فاکتور های موثر بر نتیجه آنالیز باشد.

دستگاه جذب اتمی