طیفسنجی جذب و نشر اتمی
طیفسنجی اتمی غلظت عناصر را با اتمی کردن نمونه و اندازهگیری جذب یا نشر نور توسط اتمهای گازی آزاد تعیین میکند.
Definition
طیفسنجی جذب و نشر اتمی روشهای طیفشیمیایی هستند که عناصر منفرد را از طریق جذب یا نشر خطی مشخصه اتمهای آزاد تولید شده در شعله، کوره یا پلاسما کمیسازی میکنند.
Scope
این موضوع تکنیکهای اصلی آنالیز عنصری را پوشش میدهد: جذب اتمی شعلهای و کورهای گرافیتی، نشر اتمی شعلهای و پلاسمایی شامل نشر نوری پلاسمای جفتشده القایی، و فلورسانس اتمی. این مبحث به منابع اتمیسازی، منابع خطی مانند لامپهای کاتد توخالی، استراتژیهای تصحیح پسزمینه، و تداخلات طیفی و شیمیایی مشخصه روشهای اتمی میپردازد.
Core questions
- چگونه یک اتمایزر نمونه را برای اندازهگیری به اتمهای گازی آزاد تبدیل میکند؟
- چه زمانی جذب بر نشر ترجیح داده میشود، و چگونه دما جمعیت اتمها را تغییر میدهد؟
- چه تداخلات طیفی، شیمیایی و یونیزاسیونی ایجاد میشوند و چگونه تصحیح میشوند؟
- حدود تشخیص در منابع شعله، کوره و پلاسما چگونه با یکدیگر مقایسه میشوند؟
Key theories
- جمعیت بولتزمن حالتهای اتمی
- نسبت اتمها در حالتهای برانگیخته به حالت پایه از توزیع بولتزمن پیروی میکند و با دما به شدت افزایش مییابد؛ از آنجا که بیشتر اتمها در دماهای شعله در حالت پایه باقی میمانند، روشهای جذب اغلب برای بسیاری از عناصر حساستر از نشر هستند، در حالی که پلاسماهای داغتر نشر را ترجیح میدهند.
Mechanisms
یک نمونه مایع به صورت غبار درآمده و در شعله، کوره گرافیتی با گرمایش الکتریکی، یا پلاسمای آرگون اتمی میشود و جمعیتی از اتمهای آزاد را تولید میکند. در جذب، نور از یک منبع خاص عنصر از میان ابر اتمی عبور میکند و تضعیف در یک خط رزونانس، غلظت را اندازهگیری میکند. در نشر، اتمهای تحریک شده حرارتی یا الکتریکی آرامش یافته و در خطوط مشخصه نشر میکنند که شدت آنها با غلظت متناسب است. کالیبراسیون در برابر استانداردها، با تصحیح پسزمینه، سیگنال را به غلظت عنصر تبدیل میکند.
Clinical relevance
طیفسنجی اتمی برای تعیین فلزات کمیاب در پایش محیطی، انطباق با استانداردهای آب آشامیدنی، نمونههای غذایی و بالینی، آنالیز زمینشناسی و متالورژیکی، و غربالگری سرب و سایر عناصر سمی، محوری است.
History
آنالیز نشر اتمی به مطالعات طیفی بونزن و کیرشهف در اواسط قرن نوزدهم بازمیگردد. پیشنهاد آلن والش در سال ۱۹۵۵ برای طیفسنجی جذب اتمی، آنالیز عنصری را به یک روش معمول تبدیل کرد، و کوره گرافیتی بوریس لووف حساسیت را به شدت بهبود بخشید. پلاسمای جفتشده القایی که در دهههای ۱۹۶۰–۱۹۷۰ توسعه یافت، امکان تعیین همزمان چندین عنصر را فراهم آورد.
Key figures
- Alan Walsh
- Boris L'vov
- Robert Bunsen
- Gustav Kirchhoff
Related topics
Seminal works
- walsh1955
- skoog2017
- ingle1988
Frequently asked questions
- چرا جذب اتمی اغلب حدود تشخیص پایینتری نسبت به نشر شعلهای دارد؟
- در دماهای معمول شعله، بیشتر اتمها در حالت پایه باقی میمانند، بنابراین اتمهای بسیار بیشتری برای جذب در دسترس هستند تا برای نشر، که به جذب برای عناصری که به سختی برانگیخته میشوند، مزیت حساسیتی میدهد.
- پلاسمای جفتشده القایی چه مزیتی نسبت به شعله ارائه میدهد؟
- پلاسما به دماهای بسیار بالاتری میرسد، عناصر دیرگداز را به طور کارآمد اتمی و برانگیخته میکند، تداخلات شیمیایی را کاهش میدهد، و امکان اندازهگیری همزمان بسیاری از عناصر را در طیف وسیعی از غلظتها فراهم میآورد.