توضیحات
طیف سنجی جذب اتمی (Atomic Absorption Spectroscopy – AAS) یکی از پرکاربردترین تکنیک‌های آنالیز کمی در صنایع مختلف و تحقیقات علمی به شمار می‌رود. این دستگاه به ویژه در تعیین غلظت عناصر فلزی و شبه‌فلزی کاربرد دارد و در دانشگاه‌ها و مؤسسات تحقیقاتی علوم پایه و مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
شرکت نانو ابزار خدمات تخصصی زیر را در زمینه خرید دستگاه جذب اتمی ارائه می‌دهد:
- نصب و راه‌اندازی دستگاه جذب اتمی و آموزش عملی توسط اساتید دوره‌دیده
- تعمیر و نگهداری دستگاه
- کالیبراسیون دقیق
- تأمین تجهیزات و لوازم جانبی
اصول عملکرد در طیف سنج جذب اتمی
در روش AAS، نمونه ابتدا توسط اتمایزر به اتم‌های آزاد در حالت گازی تبدیل می‌شود. سپس نمونه تحت تابش نور با طول موج مشخص قرار می‌گیرد. هر عنصر طول موج جذبی منحصر به فردی دارد و شدت نور جذب‌شده به غلظت آن عنصر بستگی دارد. قانون بیر-لامبرت در محاسبه غلظت عناصر استفاده می‌شود و دستگاه قادر است همزمان تا 70 عنصر را شناسایی کند.
انواع اتمایزر
- اتمایزر شعله‌ای
- قدیمی‌ترین و رایج‌ترین نوع اتمایزر
- استفاده از شعله استیلن-هوا (تا 2300 درجه سانتی‌گراد) و نیتروزواکساید-استیلن (تا 2700 درجه)
- مناسب برای نمونه‌های مایع و محلول
- اتمایزر الکتروترمال (تیوب گرافیتی)
- نمونه‌های مایع و جامد در حجم مشخص داخل تیوب قرار می‌گیرند
- طی مراحل تبخیر حلال، پیرولیز و اتمی شدن، نمونه به بخار اتمی تبدیل می‌شود
- گرم کردن تیوب توسط جریان الکتریکی انجام می‌شود
سایر روش‌ها: Glow-discharge، هیدرید اتمیزاسیون و Cold-Vapor برای کاربردهای خاص
منابع نوری
- لامپ‌های خطی و کاتد توخالی
- نور تولیدشده طول موج مشخص برای هر عنصر دارد
- لامپ دوتریم برای تصحیح پس‌زمینه و محدوده 190–320 نانومتر
- لامپ‌های پیوسته (Continuous Source)
- برای تفکیک طول موج دقیق، همراه با مونوکروماتور رزولوشن بالا استفاده می‌شود
- لامپ زنون محدوده 190–900 نانومتر را پوشش می‌دهد
دتکتور
دتکتورهای دستگاه جذب اتمی مشابه دستگاه‌های UV-Vis عمل می‌کنند و نور عبوری از نمونه را در محدوده مرئی و فرابنفش اندازه‌گیری می‌کنند.
کاربردها
- آنالیز کمی فلزات و شبه‌فلزات در نمونه‌های مایع و جامد
- پایش کیفی و کمی در صنایع داروسازی، غذایی، محیط زیست و شیمیایی
مشکلات رایج
- مشکلات اپتیکی: تعویض لامپ‌ها، تنظیم مسیر نور، تعمیر سیستم اپتیک
2. مشکلات اتمایزر: نقص در مهپاش و مکنده، نیاز به تعمیر یا تعویض قطعات
اصول کاری طیف سنجی جذب اتمی
طیف سنجی جذب اتمی (AAS) بر اساس جذب نور توسط اتم‌های آزاد نمونه عمل می‌کند. در این روش:
- نمونه مایع ابتدا به اتم‌های آزاد تبدیل می‌شود (حذف حلال و اسپری کردن نمونه).
- این اتم‌های آزاد نور با طول موج مشخص را جذب می‌کنند.
- نور عبوری (جذب‌نشده) آشکارسازی و ثبت می‌شود.
- شدت نور جذب‌شده مستقیماً با غلظت عنصر مورد نظر در نمونه متناسب است.
دستگاه طیف سنجی جذب اتمی
دستگاه AAS ابزاری نسبتاً ساده اما با ویژگی‌های تخصصی است که شامل دو الزام اصلی میباشد:
- لامپ طراحی‌شده خاص برای تولید نور با طول موج معین
- مشعل (Atomizer) برای آماده‌سازی نمونه و اتمی کردن آن
نمونه محلول روی اسپری‌کننده (مشعل) پاشیده می‌شود، حلال تبخیر شده و باقی‌مانده حاوی اتم‌های خنثی در حالت پایه باقی می‌ماند.
اجزای دستگاه
- اسپری‌کننده (مشعل): خشک کردن نمونه و تولید اتم
- محفظه نگه‌دارنده نمونه
- سوخت و اکسیدکننده: ایجاد حرارت لازم برای تبخیر و اتمی کردن نمونه
- لامپ کاتدی توخالی (Hollow Cathode Lamp): تولید نور با طول موج مشخص
- آشکارساز (Detector): ثبت شدت نور عبوری
- تقویت‌کننده و ثبت‌کننده داده‌ها
دستگاه‌های AAS به دو صورت تک‌اشعه و دو‌اشعه موجود هستند، که هر کدام بسته به نیاز آزمایش، دقت و حساسیت متفاوتی ارائه می‌دهند.
نمایش گرافیکی طیف سنجی جذب اتمی
منبع نور
منبع نور در طیف سنجی جذب اتمی باید طیف باریک، نویز پایین، پایدار و دارای شدت کافی تولید کند. دو نوع منبع اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرد:
لامپ کاتدی توخالی (Hollow Cathode Lamp)
- رایج‌ترین منبع نور در AAS است.
- کاتد آن با فلز مورد تحلیل پوشش داده شده است. برای مثال، برای تحلیل منیزیم، کاتد با پوشش منیزیم استفاده می‌شود.
- لامپ با گاز خنثی (آرگون یا نئون) پر شده و با قوس الکتریکی یونیزه می‌شود. برخورد یون‌ها با کاتد باعث انتشار تابش با طول موج مشخصه فلز می‌شود.
- مزیت: پهنای باند تابش بسیار کم (۰.۰۰۱ تا ۰.۰۱ نانومتر) برای دقت بالا.
- عیب: برای هر عنصر فلزی باید لامپ مخصوص همان عنصر استفاده شود.
لامپ تخلیه بدون الکترود (Electrodeless Discharge Lamp)
- برای عناصر خاص مانند آرسنیک و سلنیوم استفاده می‌شود.
- حباب لامپ شامل عنصر موردنظر و گاز آرگون است که با انرژی مایکروویو یا فرکانس رادیویی برانگیخته می‌شود.
محفظه نگه‌دارنده نمونه
- محفظه‌ای شبیه بشر است که نمونه را نگه می‌دارد و معمولاً در زیر مشعل قرار می‌گیرد.
- لوله مویرگی نمونه را به نوک مشعل می‌رساند.
مشعل (اسپری‌کننده)
- نمونه از لوله مویرگی به نوک مشعل منتقل می‌شود و توسط شعله سوزانده می‌شود.
- شعله با ترکیب سوخت و اکسیدکننده تولید می‌شود.
- بعد از تبخیر، پسماند حاوی اتم‌های خنثی باقی می‌ماند که برای جذب نور آماده‌اند.
سوخت و اکسیدکننده
- بخش حیاتی در تشکیل اتم‌های خنثی است.
- گرمای مشعل باید به اندازه کافی باشد تا اتم خنثی تولید کند، اما زیاد نباشد که نمونه یونیزه شود.
- سوخت‌های رایج: پروپان، هیدروژن، استیلن
- اکسیدکننده‌ها: هوا یا اکسیژن
ترکیبات سوخت و دمای شعله در طیف سنجی جذب اتمی (AAS):
| ترکیب سوخت | دمای شعله | فلزات قابل تحلیل |
| استیلن + هوا | 2250 °C | مناسب برای بسیاری از نمونه‌ها |
| استیلن + اکسید نیتروژن | 2900 °C | آلومینیوم (Al)، مولیبدنیوم (Mo)، سیلیکون (Si)، تیتانیوم (Ti) |
| هیدروژن + هوا | 2200 °C | سرب (Pb)، قلع (Sn) |
تک‌فام‌ساز (Monochromator)
- همان‌طور که پیش‌تر ذکر شد، هر عنصر دارای خط جذب مشخص است، اما برخی عناصر خطوط جذب ثانویه دارند و همچنین نور منتشر شده از لامپ و شعله می‌تواند نویز ایجاد کند.
- برای تفکیک خط طیف مطلوب از سایر تابش‌ها، از تک‌فام‌ساز استفاده می‌شود.
- این دستگاه قادر است نور را فیلتر کرده و با دقت کمتر از ۱ نانومتر ارائه دهد تا تنها طول موج موردنظر نمونه اندازه‌گیری شود.
آشکارساز (Detector)
- آشکارساز شدت تابش جذب‌شده توسط نمونه را اندازه‌گیری می‌کند.
- انواع آن شامل فتومولتی‌پلایر (Photomultiplier Tube) یا فتوسل ساده است.
- سیگنال حاصل به صورت جریان یا پتانسیل ثبت شده و برای تحلیل بیشتر در نرم‌افزار رایانه‌ای ذخیره می‌شود.
وسیله قرائت (Readout)
- داده‌های ثبت شده توسط آشکارساز روی نمایشگر رایانه یا دستگاه مشابه نشان داده می‌شود.
- امکان مشاهده میزان جذب در طول موج مشخص و تحلیل نتایج به‌صورت کمی و کیفی وجود دارد.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.