طیف بینی جذب اتمی

طیف بینی جذب اتمی

اسلاید 1: جذب اتمی

اسلاید 2: مقدمه: طیف بینی جذب اتمی شامل مطالعه جذب انرژی تابشی معمولا در نواحی ماوراء بنفش ومرئی به وسیله اتمهای خنثی درحالت گازی است.انرژی نورانی جذب شده توسط اتمها عمومابه صورت خطوط جذب باریک با طول موجهایی در ناحیه مرئی یا ماوراء بنفش طیف انرژی تابشی می باشد.

اسلاید 3: اصول جذب اتمی وطیف های جذب اتمی:در یک تجزیه جذب اتمی ,عنصر مورد اندازه گیری باید به حالت عنصری کاهش یابد,تبخیر شودوسرراه دسته شعاع تابش منبع قرارگیرد.این فرایند اغلب با کشیدن محلولی از نمونه به صورت مه رقیق به داخل یک شعله مناسب انجام می گیرد.طیف جذبی یک عنصر در شکل گازی واتمی ان مرکب از یک سری خطوط باریک کاملا مشخص که از جهش های الکترونی بیرونی ترین الکترونها به وجود می ایند.انرژیهای بسیاری از این جهشها برای فلزات با طول موجهای در نواحی مرئی و ماوراء بنفش مطابقت دارند.جذب یک فوتون به وسیله اتمهای پایداربرای برانگیخته شدن اتم اساس روش جذب اتمی است.

اسلاید 4:

اسلاید 5: برای اوربیتالS3 مقدار انرژی صفر در نظر گرفته شده است. مقیاس تا 41499CM ادامه دارد که انرژی لازم برای خارج کردن الکترون منفرد S3 از تحت نفوذ هسته اتم است ولذا تولید یک یون سدیم می کند.درد مای اتاق اصولا تمام اتمهای یک نمونه از ماده,در حالت عادی قرار دارند.بنابراین تحت این شرایط الکترون تک خارجی فلز سدیم اوربیتال S3 را اشغال می کند.

اسلاید 6: جذب اتمی در شعله ها:در دمای معمولی شعله ,اتمهای سدیم عمد تا در حالت عادی قرار دارند.این وضعیت برای سایر فلزات نیز صادق است.اتمهای سدیم در محیط یک شعله قادر به جذب تابش طول موجی هستند که مشخصه یک انتقال الکترونی از حالت S3 به یکی از حالتهای تحریک شد ه ی بالاتر است.برای مثال پیکهای جذبی تیزی در Å5890, Å5895, Å3302 , Å3303 به طور تجربی مشاهده شده است که هر زوج مجاور از این پیکها مربوط به انتقالات الکترونی از تراز S3 به تراز های P3 وP4 است.اگر یک اتم از حالت پایدار به حالت برانگیخته برود انرژی ان افزایش می یابد.این انرژی E ناشی از جذب یک فوتون )انرژیhv ( میباشد که انرژی ان مساوی با انرژی لازم برای برانگیخته شدن

اسلاید 7: اتم است.وقتی که الکترون ظرفیت سدیم در اوربیتال s3 قرار دارد گفته می شود که اتم سدیم د ر حالت پایدار می باشد.یک اتم میتواند با جذب انرژی با طول موج صحیح به هر اوربیتال دیگر با انرژی بالاتر برانگیخته شود.E=hv که:E=تفاوت انرژی میان حالت باانرژی کمتروحالت باانرژی بیشترh= ثابت پلانک v=فرکانس تابشهنگامی که انرژی تابشی جذب می گردد اتم برانگیخته میشود.اگر از یک تک فام کننده ی منشوربرای تجزیه تابشهایی که به ان میرسد استفاده شود, طیف جذبی به صورتی که خط باریک برعکس

اسلاید 8: یک نوار پهن ظاهر می گرد د. اگر انتقال میان حالت پایدارو پایینترین حالت برانگیخته باشد ,گفته می شودکه جذب خط رزونانس است.مهمترین نتیجه گیری ان است که در جذب اتمی تنها انتقالاتی که میان حالت پایدار ویک حالت برانگیخته صورت می گیرد میتواند استفاده شود.

اسلاید 9: رابطه ی بین طیف بینی جذب اتمی و نشر شعله ای:ظاهرا دو روش از این نظر با یکدیگر شباهت دارندکه هردو مبتنی بر رویداد هایی هستند که هنگام افشاندن یک نمونه به داخل شعله اتفاق می افتند.اما در نشرشعله ای این تابش نشر شده به وسیله ی اتمهای تحریک شده است که متناسب باغلظت می باشد.در حالی که در جذب اتمی تابش توسط اتمهای برانگیخته نشده موجود در حالت پایه انجام می شود.هم جذب اتمی وهم نشر شعله ای هر دو برای عناصر فلزی جدول تناوبی محدود می شود.

اسلاید 10: وسایل لازم برای دستگاه طیف نور سنج جذب اتمی:این وسایل شامل اجزاء زیراست:یک منبع اولیه ی تابش- یک وسیله برای افشاندن محلول به درون شعله و تولید بخار اتمی – یک طول موج گزین برای تولید تابش تکفام – یک اشکار ساز – وسیله برای قرائت

اسلاید 11: منبع تابش:لامپهای کاتدی توخالییک لامپ کاتدی توخالی شامل یک کاتد استوانه ای توخالی است که از ماده ای شامل ماده ی مورد اندازه گیری ساخته شده است.این کاتد استوانه ای همراه یک سیم تنگستنی به عنوان اند در یک شیشه شامل یک گاز نادر در فشار کم قرار داده شده است.الکترودها بوسیله ی پتانسیلی در حدود 200 تا 400 ولت انرژی داده میشوند ودر جریانهایی تا حدود mA 100 عمل می کنند.گاز نادرکه اساسا شامل نئون یا ارگون است به یونهای مثبتی یونید ه شده ویونها پس از شتاب گرفتن به دیواره ی داخلی لامپ کاتدی تو خالی برخورد می کنند.در این برخورد اتمهای عنصر تشکیل دهند ه ی کاتد ازاد می شوند و تشکیل یک ابر اتمی را می دهند و سپس اتمهای این ابر

اسلاید 12: بوسیله ی یونهای نئون ویاارگون برانگیخته می شوند.عموما کاتد بیشتر لامپها فقط شا مل یک عنصراست.اما گاهی ازعناصری مناسب برای ساخت یک الیاژکاتدی استفاده می شود.بنابراین اغلب یک لامپ برای اندازه گیری دویا چند عنصر به کار برده می شود.

اسلاید 13: در یک جذب اتمی ,عناصرموجود د رنمونه باید به صورت ذرات اتمی خنثی کاهیده شوند,تبخیر گردند وبه طریقی د رمسیر پرتوتابش پاشید ه شوند که تداد انها به نحو تکرار پذ یری متناسب با غلظت انها در نمونه باشد.تعدادی وسایل برای تشکیل بخارات اتمی مورد استفاده قرار گرفته اند,این وسایل عبارتند از:1 – کوره ها2 – کمانها وجرقه های الکتریکی 3 – وسایل بران 4 – افشاندن شعله ای )افشانه ها(

اسلاید 14: اتم سازی:هدف ازاتم سازی نمونه تولید اتم های ازاد است.اتمهای ازاداتمهایی است که با اتمهای دیگر ترکیب نمی شوند.هیچ اتمی به حالت ازاد وجود ندارد )بجز اتمهای گاز های ناد ر( وانها با هم به صورت مولکولی در می ایند.بنابراین برای اینکه اتمهای ازاد را ایجاد کرد ضروری است که مولکولها شکسته شوند , این فرایند را اتم سازی گویند.برای اتمی کردن مولکولها بهترین روش تفکیک انها به وسیله گرماست.نمونه برای تبدیل به اتمهای ازاد در دمای زیاد گرم شده که این روش را روش شعله ای گویند و از شعله به عنوان منبع گرما استفاده می شود.در روش غیر شعله ای از کوره ی الکتریکی استفاده می شود.

اسلاید 15:

اسلاید 16:

اسلاید 17: وضعیت شعله در دستگاه جذب اتمی :در یک شعله استاندارد تمام یا جزئی از محلول نمونه توسط یک افشانه به صورت ریز افشاند ه می شود و تابش حاصل از یک منبع تابشی در حال عبورازشعله توسط ذرات اتمی نمونه مورد جذب میشود.شعله ازچند قسمت تشکیل شده است که ازپایین به بالاعبارتند از قسمت پایه, مخروط میانی, منطقه واکنش وپوشش خارجی.نمونه به صورت ذرات جامد وارد مخروط میانی می شود.در این منطقه نمونه ی جامد به صورت بخار درامده وبه ذرات تبدیل میشود.د ر این منطقه نیز بر انگیخته شد ن ذرات اتمی و جذب تابش لامپ مخصوص ان عنصر شروع می شود.در منطقه واکنش اتمها به اکسید تبدیل واز پوشش خارجی شعله خارج میشوند.نیمرخ شعله

اسلاید 18: شدت علامت جذب یا نشر را به ارتفاع بالای نوک شعله مرتبط میسازد.

اسلاید 19: سیستم های نوری به چند دسته تقسیم می شود:سیستم های نوری تک جزئی –سیستم های نوری دو پرتوئی- سیستم های نوری مختلط تک پرتوئی و دو پرتوئی

اسلاید 20:

اسلاید 21: طول موج گزینها وصافیها :طول موج گزینها:کنترل کننده های طول موج , ناحیه ی محدودی از طول موج را در اختیار می گذارند.صافیها:یک دستگاه برای تجزیه ی جذب اتمی باید قادربه تامین یک پهنای نواربه ان اندازه باریک باشد تاخط انتخاب شد ه برای اندازه گیری را از خطوط دیگری که ممکن است مزاحمت ایجاد کنند یا حساسیت تجزیه را کاهش دهند, جدا سازند.در بسیاری از موارد برای کنترل کردن طول موج ها از صافی ها استفاده می کنند که عبارتند از:1 –صافی جذبی2 – صافی تداخلی

اسلاید 22: صافی های جذبی با جذب قسمتی از تابش ,ناحیه محدود ی از طول موج را از خود عبور می دهند. عرض موثر نوار در مورد این صافیها بین 30 تا 300 نانو متر است.در صافیهای تداخلی باریکه موازی با زاویه ی غیر قائم رسم کرد ه ایم.مقداری ازان درون لایه اولیه عبور می کند و باقی مانده باز تابیده می شود.

اسلاید 23: تکفا مسازها:وسایلی هستند که ناحیه ی محدودی از موج را دراختیار میگذارند. تابش به طول موجهای تشکیل دهنده ی خود تفکیک و قسمتی از این طول موجها انتخاب و از بقیه جدا می شوند.ساختمان یک تکفامساز عبارت است از:1 – شکاف های ورودی و خروجی 2- عدسی های موازی سازوکانونی ساز3 – عنصر پاشند ه شامل الف(منشور ب(توری پراش

اسلاید 24:

اسلاید 25: انواع اشکار سازها:1 – سلول فوتو ولتایی یا سلول لایه سومی : در ان انرژی تابشی یک جریان در سطح مشترک بین یک نیم هادی و یک فلز ایجاد میکند.

اسلاید 26: 2– سلول فتو رسانا:در ان جذب انرژی تابشی در سطح یک نیم هادی باعث تغییری در مقاومت ان می شود.

اسلاید 27:

اسلاید 28:

اسلاید 29:

اسلاید 30: منابع :اصول تجزیه دستگاهیاسپکتروسکپی جذب اتمیاندازه گیری کمی عناصر به روش جذب اتمیFlame photometrywww.asiaandro.comwww.learning.orgwww.iupac.orgwww.reallabware.comwww.maden.hacettepe.edu