طیف سنجی جذب اتمی یک تکنیک آنالیز ابزاری برای آنالیز سریع فلزات است که بر اساس جذب نور با طول موج خاص عنصر توسط اتم های حالت پایه در شعله یا کوره گرافیت الکتروترمال است.
کاربردهای بسیار زیادی در آنالیز فلزات کمیاب در خاک ها، دریاچه ها، رودخانه ها، اقیانوس ها و آب آشامیدنی، داروها، غذاها و نوشیدنی ها، نمونه های زمین شناسی و کانی شناسی، فرآورده های نفتی، مایعات و نمونه های بیولوژیکی و آنالیز پزشکی قانونی پیدا می کند. هنگامی که از اتمیزه کردن کوره گرافیت استفاده می کنیم، معمولاً نتایج در سطوح ppm و حساسیت بالاتر سطوح ppb به دست می آید.
طیف سنجی جذب اتمی راه حل های مقرون به صرفه ای را برای آنالیز مقادیر کمی از فلزات در کل طیف مواد طبیعی و مصنوعی مانند نمونه های زمین شناسی، نمونه های محیطی، نمونه های بیولوژیکی، محصولات کشاورزی و خاک، داروها، مواد غذایی و آب آشامیدنی ارائه می دهد.
این تکنیک مزایای سرعت، حساسیت و دقت را نسبت به روش‌های وزن سنجی کلاسیک دارد. معرفی لوازم جانبی مانند کوره گرافیت، آنالیز تزریق جریان و بهبود در سرکوب تداخل‌های ماتریس به بهبود حساسیت و انتخاب آنالیت‌ها در ماتریس‌های پیچیده کمک کرده است.
کاربردهای طیف سنجی جذب اتمی در زمینه محیط زیست، آب آشامیدنی، معدن و کانی شناسی، مطالعات اقیانوس شناسی، خاک، داروسازی، غذاها، اسباب بازی ها، تحقیقات پزشکی قانونی از اهمیت بالایی برخوردار است.
این فهرست بی پایان است و وجود یا عدم وجود فلزات کمیاب عاملی است که نمی توان برای ارزیابی ویژگی های مواد یا نگرانی های مربوط به سلامت و ایمنی انسان نادیده گرفت.
تکنیک های شیمیایی مورد استفاده برای آنالیز فلزات کمیاب از روش های وزن سنجی ساده به تکنیک های ابزاری بسیار پیچیده صرفه جویی در زمان تکامل یافته اند. طیف سنجی جذب اتمی یک تکنیک محبوب است که شامل سرمایه گذاری متوسط و هزینه عملیاتی مقرون به صرفه است.
این ویژگی‌ها همراه با درجه بالایی از نتایج دقیق به حضور گسترده طیف‌سنج‌های جذب اتمی در آزمایشگاه‌های دانشگاهی، آزمایشگاه‌های صنعتی و آزمایشگاه‌های بدنه نظارتی در سراسر جهان کمک کرده است.
طیف‌سنجی جذب اتمی (AAS) بر این اصل استوار است که اتم‌های آزاد در حالت پایه می‌توانند نور با طول موج خاصی را جذب کنند. این طول موج‌های بسیار خاص، ویژگی و محدودیت‌های تشخیص عالی را در آنالیز AAS به تکنیک می‌دهد. جذب برای هر عنصر خاص است، هیچ عنصر دیگری این طول موج را جذب نمی کند. کاربردهای معمول AAS عبارتند از:
چندین تکنیک تحلیلی برای تشخیص و تخمین کمی فلزات کمیاب در انواع مختلف ماتریس استفاده شده است. تکنیک‌های کلاسیک مبتنی بر وزن‌سنجی و تیتراتومتری دقت خوبی ارائه می‌کردند اما زمان‌بر بودند.
افزایش تقاضا برای آنالیز با سرعت بالا منجر به معرفی روش‌های ابزاری مانند الکترودهای انتخابی یون، تکنیک‌های طیف‌سنجی UV-VIS، طیف‌سنجی جذب اتمی، ICP – OES و ICP – MS شد. انتخاب تکنیک به سطوح تشخیص مورد نیاز، مقدار نمونه موجود و مهمترین بودجه موجود بستگی دارد. این موضوع تا حدی در مقاله پوشش داده شده است که کدام تکنیک تحلیل عنصری برای من مناسب است.
طیف سنجی جذب اتمی یک تکنیک تحلیل ابزاری با قیمت متوسط است که درجه بالایی از دقت نتایج را ارائه می دهد. به دلیل توان آنالیز بالا، جایگاه شایسته خود را در آزمایشگاه های دانشگاهی، آزمایشگاه های کنترل آلودگی و آزمایشگاه های کنترل کیفیت صنعتی پیدا می کند.
مقاله حاضر به برخی از زمینه‌هایی اشاره می‌کند که آگاهی از کار با یک طیف‌سنج جذب اتمی به عنوان یک دارایی در افزایش رشد حرفه‌ای شما خواهد بود.
در صورتی که درگیر هر یک از فعالیت‌ها یا زمینه‌های مورد بحث در مقاله هستید یا می‌خواهید در چنین مناطقی فرود بیایید، از طریق ارتقاء دانش و مهارت‌های فنی خود در این تکنیک به دست خواهید آورد.
کاربردهای طیف سنجی جذب اتمی
معدن و زمین شناسی –ترکیب عنصری کانی‌ها و سنگ‌ها اطلاعات ارزشمندی در مورد امکان‌سنجی تجاری انجام فعالیت‌های معدنی در مناطق اکتشاف شده ارائه می‌کند. پس از استخراج، سنگ معدن و مواد معدنی باید از نظر ترکیب برای کارایی عملیات پالایش آزمایش شوند. به طور مشابه، آنالیز فلزات کمیاب ارزش زیادی در اکتشاف برای ذخایر نفت و آب دارد.
سنگ های قیمتی نیز بر اساس وجود فلزات کمیاب درجه بندی می شوند. ترکیب عنصری آثار باستانی برای ردیابی منبع آنها مفید است.
پایش محیط زیست– پایش محیطی برای آلودگی فلزات ردیابی پساب‌های صنعتی، اقیانوس‌ها، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها برای ایجاد ایمنی آب برای مصارف شرب و تجاری مهم است. مهم است که مشخص شود آیا چنین نمونه هایی در محدوده ایمنی تعیین شده توسط نهادهای نظارتی هستند یا خیر. پایش محیطی نیز نقش بسزایی در ارزیابی و امکان سنجی سایت برای راه اندازی پروژه های تجاری دارد.
توسعه مواد– خواص رایج مواد مانند سختی، شکنندگی، اندازه دانه، کریستالینیتی و ماهیت بی شکل به طور قابل توجهی تحت تأثیر ترکیب و فلزات کمیاب است. آنالیز فلزات ردیابی می تواند اطلاعات مفیدی در مورد خواص عملکردی چنین موادی ارائه دهد.
داروسازی –آنالیز ردیابی فلز نقش مهمی در توسعه فرمولاسیون، کارایی کاتالیزور و محدودیت‌های دوز دارد. اکثر عناصر تا حدود مشخصی نقش مفیدی دارند اما فراتر از این محدودیت ها اثرات مضری دارند.
غذاها و نوشیدنی ها– در غذاهای فرآوری شده مصنوعی، برداشت فلز به دلیل تماس با تجهیزات فرآوری و تبدیل کاتالیزوری صورت می گیرد. آگاهی مصرف کنندگان در مورد ایمنی مواد غذایی روز به روز در حال افزایش است، بنابراین تولید کنندگان باید اطمینان حاصل کنند که فلزات کمیاب از حد مجاز تجاوز نمی کنند و این مستلزم کنترل کیفیت دقیق از طریق طیف سنجی جذب اتمی و سایر ابزارهای پیچیده است.
نفت– هم روغن های خوراکی و هم روغن های معدنی قبل از مصرف نیاز به تصفیه دارند. چنین عملیات پالایشی می تواند شامل تقطیر و همچنین پالایش کاتالیزوری باشد. جذب فلزات در طول چنین عملیاتی می تواند منجر به بدتر شدن عملکرد یا خطرات مصرف کننده شود. آنالیز فلزات ردیابی روغن موتور اطلاعات تشخیصی مفیدی در مورد سایش و پارگی قطعات موتور ارائه می دهد.
کشاورزی– تشکیل فلزات کمیاب خاک علاوه بر ماهیت اسیدی یا بازی آنها برای تعیین بهره وری و ارزش غذایی آنها ضروری است. ترکیب ردیابی فلزی گیاهان (برگ، ساقه و ریشه) ایده منصفانه ای در مورد نحوه توزیع مواد معدنی تحت شرایط مختلف رشد می دهد.
پزشکی قانونی –آنالیز فلزات ردیابی اطلاعات ارزشمندی در مورد نمونه هایی مانند محتویات معده برای مسمومیت غذایی، تراشه های رنگ، الیاف و رشته های مو جمع آوری شده از صحنه جنایت فراهم می کند.
امروزه، سیستم های طیف سنجی جذب اتمی (AAS) ابزار نسبتاً ارزانی هستند. برخی نیز قابلیت چند عنصری (چند) را پیش بینی می کنند. انواع مختلفی از طیف سنجی جذب اتمی وجود دارد – سیستم های شعله (F AAS)، بخار سرد (CV AAS)، هیدرید مولد (HG AAS) و کوره گرافیت (GF-AAS).
اجزای دستگاه جذب اتمی
اتمایزر
نمونه باید ابتدا اتمیزه شود تا مورد مطالعه قرار گیرد. اتمیزه کردن گام مهمی در AAS است که به تعیین حساسیت قرائت کمک می کند. یک اتمایزر موثر تعداد زیادی اتم آزاد همگن ایجاد می کند. اگرچه انواع مختلفی از اتمایزرها وجود دارد، اما معمولاً از دو دستگاه استفاده می شود: اتمایزرهای شعله ای و الکتروترمال.
منبع تشعشع
یک منبع تشعشع وجود دارد که به نمونه اتمیزه شده تابش می کند. نمونه مقداری از تابش را جذب می کند و بقیه از طریق طیف سنج به دتکتور می رسد. منابع تابشی دو دسته هستند: منابع خطی و منابع پیوسته. منابع خطی آنالیت را تحریک می کنند و بنابراین طیف خطی خود را منتشر می کنند. منابع پیوسته دارای تشعشعاتی هستند که در طیف وسیع تری از طول موج ها پخش می شوند.
طیف سنج
طیف سنج ها برای تمایز بین انواع مختلف طول موج های نور قبل از عبور آنها به دتکتور استفاده می شود. طیف سنج در AAS می تواند تک پرتو یا دو پرتو باشد.
طیف‌سنج‌های تک پرتوی برای عبور مستقیم از نمونه اتمیزه شده به تشعشع نیاز دارند. در حالی که طیف‌سنج‌های دو پرتو به دو پرتو نور نیاز دارند – یکی از پرتوها که مستقیماً از نمونه عبور می‌کند و دیگری که اصلاً از نمونه عبور نمی‌کند.
