دستگاه ICP

دستگاه ICP یا Inductively Coupled Plasma از تجهیزات آزمایشگاهی پرکاربرد در آنالیز رنج گسترده ای از عناصر می باشد. دستگاه ICP از تکنیک طیف سنجی است که کارکرد آن بر اساس طیف نشری می باشد. دستگاه ICP نسبت به سایر دستگاه های مشابه حساسیت بیشتری دارد و نتیجه دقیق تری ارائه می دهد. از دستگاه ICP در آزمایشگاه های آنالیز مواد بخصوص برای آنالیز icp فلزات سنگین بسیار استفاده می شود.

نحوه کار دستگاه ICP

دستگاه ICP از تکنیک طیف سنجی نشری استفاده می نماید و به این واقعیت تکیه دارد که الکترون های برانگیخته در طول موج تابیده شده انرژی از خود ساطع می کنند. این برانگیختگی در دستگاه ICP توسط پلاسمای داغ آرگون انجام می شود. این دما بین 6000 تا 10000 کلوین است. ویژگی اصلی این رویه اینست که هر عنصری بنا به خصوصیات خاص همان عنصر در طول موج خاصی از خود انرژی ساطع می نماید. مقدار جابجائی انرژی الکترون ها هنگام برگشت عناصر به حالت پایه برای هر عنصری منحصر بفرد است، زیرا ساختار اربیتالی هر عنصر نیز یکتاست. جابجائی انرژی رابطه عکس با طول موج الکترومغناطیسی تابش دارد.

دستگاه ICP

E = hc/ λ (ثابت پلانک که در آن C سرعت نور و λ طول موج تابش است) و لذا انرژی تابیده شده نیز برای هر عنصر یکتا می باشد. گرچه هر عنصری می تواند در چندین طول موج انرژی تابش نماید، در تکنیک نشری ICP بسیار معمول است که برای عنصری خاص تنها یک طول موج خاص و یا تعداد بسیار معدودی را برای آنالیز انتخاب نمایند. میزان شدت انرژی تابیده شده در یک طول موج خاص نسبت مستقیم با غلظت حضور آن عنصر در نمونه مورد آنالیز دارد. لذا با تعیین اینکه کدام عنصر در حال نشر در چه طول موجی است و با اندازه گیری شدت آن ها، آنالیست بصورت کیفی و کمی قادر به شناسائی مقادیر مجهول در مقایسه با مقادیر استاندارد خواهد بود.

قسمت های دستگاه ICP

بازه طول موجی قابل شناسائی در AES از مقادیر بالای ماوراء بنفش در خلا یعنی 160 نانومتر شروع شده و تا مقدار 800 نانومتر مرئی محدود می شود. از آنجائیکه شیشه از جنس بوروسیلیکات نور زیر 300 نانومتر و اکسیژن هوا نور زیر 200 نانومتر را جذب می نمایند لذا در دستگاه ICP از لنزها و منشور های اپتیکی اغلب از جنس کوارتز بوده و مسیر اپتیک یا خلاء می شود و یا با گازی مثل آرگون پر می شود. دستگاه ICP از دوبخش اصلی ICP و Spectrometer تشکیل شده است.

دستگاه ICP

دستگاه ICP یک تورچ دارد که از 3 لوله متحدالمرکز از جنس کوارتز ساخته شده است. دور لوله تورچ با یک کویل احاطه شده است. در داخل تورچ آرگون برای داغ شدن و رسیدن به حالت پلاسما دمیده می شود. وقتی که تورچ روشن می شود یک میدان فشرده الکترومغناطیسی در کویل ایجاد می شود که منبع آن امواج رادیوئی تولید شده با منبع توان بالای دستگاه ICP است. این امواج داخل کویل کار شبیه امواجی است که در یک آنتن رادیوئی کار می کند. دستگاه ICP امروزی از فرکانس 27 یا 40 مگاهرتز برای تولید آن استفاده می نمایند. گاز آرگون جاری در تورچ توسط واحدی بنام تسلا گداخته می شود تا جائیکه یک آرک یا جرقه از جریان گاز درست می کند، که داخل آن آرگون یونیزه می شود. وقتی پلاسما تشکیل شد تسلا خاموش می شود.

دستگاه ICP

گاز آرگون در یک میدان فشرده الکترومغناطی یونیزه می شود و در یک مسیر ویژه دورانی و کاملا قرینه همسو با میدان مغناطیسی کویل RF جریان می یابد. در نتیجه برخوردهای ناپایدار و تصادفی ایجاد شده مابین اتمهای طبیعی آرگون و ذرات یونزه شده یک جریان پیوسته از پلاسمای داغ آرگون با دمای حدود 7000K تشکیل می شود.

کاربرد دستگاه ICP

ردیابی مقادیر بسیار کم فلزات با اسپکترومتر پلاسمای جفت شده القائی

آنالیز فلزات سنگین با حد تشخیص کمتر از ذره در میلیون

آنالیز کامل سنگ، خاک و خاکستر بادی

آنالیز نمونه های زیست محیطی مثل آب، هوا، خاک و رسوبات

آنالیز نمونه های بیولوژیک مثل ادرار، دندان، استخوان به کمک دستگاه ICP

صنایع پلیمر

صنایع داروسازی

دستگاه ICP