فلزات سنگین

فلزات سنگین

اسلاید 1: بر اساس جدول تناوبی از یک جایی به بعد فلزات سنگین قرار دارندعناصری از جدول تناوبی فلز( چکش خوار، درخشش فلزی، رسانایی الکتریکی، کاتیون تشکیل می­دهند، اکسید بازی دارند).جرم حجمی بالایی دارند.اما AS ، Al، Hgتاریخچه تعریفاولین بار در سال 1936 فلزات سنگین مطرح شدند و دوباره در 30-40 سال اخیر مصطلح شده است، مجموعه ای از فلزات و شبه فلزات که با آلودگی های غذایی یا محیطی و یا مسمومیت در ارتباطند

اسلاید 2: تعاریف گوناگون از فلزات در مطالعات بیولوژیکی و محیطیMetal: چکش خوار، درخشش فلزی، توانایی انتقال حرارت و یونMetalloid: ظاهر و خواص فیزیکی یک فلز را دارند ولی رفتاری غیر فلزی دارندLight Metal: برای عناصری که دانسیته انها کمتر ازg/cm3 4Heavy Metal: اصطلاحی مبهم برای گروهی از عناصر با دانسیته بیش از g/cm3 4Essential Metal: عناصر ضروری برای زندگی موجود زنده که نبودش موجب بروز عوارضی می شودتعاریف گوناگون از فلزات سنگین بر پایه هایی مختلف بیان شده است.تعریف بر مبنای دانسیته: اولین بار در سال 1936 برای عناصری که دانسیته آن ها بالاتر از g/cm3 7در سال 1964 مبنای دانسیته بیش از g/cm3 4مجددا عوض شد

اسلاید 3: در حال حاضر چه عناصری را فلزات سنگین می دانند؟ بطور کلی فلزات و شبه فلزاتی که دانسیته نسبتا بالا ( بیشتر از g/cm3 4 یا 5) دارند و در غلظت های پایین اثرات سمی ایجاد میکنند به دلیل ایجاد عوارض نامناسب حضور آن ها در مواد غذایی و محیط زیست نیازمند تعیین حدود مجاز است مهمترین فلزات سنگین Pb, Cd, As, Hg, Ag, Cr, Cu, Zn, Fe, Ptمنابع انتشار فلزات سنگین در طبیعت در پوسته زمین و صخره ها بصورت سنگ معدن هایی با اشکال شیمیایی گوناگون وجود دارند و از آنجا استخراج می شوندسنگ معدن های سولفیدی: Ni, Ag, Au, Zn, Co, Pb, As, Feسنگ معدن های اکسیدی: Sb, Se, Au, Mn, Alسنگ معدن های سولفیدی- اکسیدی: Fe, Cu, Co

اسلاید 4: Flame atomic absorption spectroscopy

اسلاید 5: منبع اصلی انتشار فلزات سنگین در طبیعت : استخراج معادن توسط انسانمنابع دیگر انتشار: عوامل طبیعی مثل آتشفشان ها، صنایع، محصولات صنعتی حاوی فلزات سنگین که پس از استفاده در طبیعت رها می­شوند، ریخته گری ها، سوختفلزات سنگین، آلاینده های محیطی پایدار در طبیعتگردش فلزات سنگین در طبیعتاستخراج معادن و آلوده شدن آبهای سطحی و زیر زمینی به فلزات سنگینآلوده شدن خاک های کشاورزیجذب شدن فلزات در گیاهان و تجمع در بافت های آن هاتغذیه حیوانات و آبزیان از آب ها و گیاهان آلودهتجمع در بافت های حیوانیورود فلزات سنگین به بدن انسان با مصرف انسان / محصولات گیاهی، حیوان آلوده

اسلاید 6: سمیت فلزات سنگین(Fe, zn, ca, mg): eessential metalsToxic metals (pb, cd,as,hg,ag):علائم کلی مسمومیت: اختلالات گوارشی، اسهال، استفراغ و.....انواع مسمومیت های ممکن: حاد، مزمن، تحت مزمنبیوشیمی سمیت فلزات سنگینورود فلزات سنگین یه بدن از راه خوراکیتبدیل به اکسیداسیون پایدار در محیط اسیدی معده(Pb2+, cd2+, as2+, hg2+, zn2+)تشکیل پیوندهای قوی با پروتئین ها، آنزیم ها و سایر بیومولکول ها

اسلاید 7: poreSH porE s s M + 2H+… (A)    SHm2++pore SCH3  SCH3  porES-M-S S-M-S pore 4CH+3… (B)+ + 2 M2++

اسلاید 8:  E1E2E4E3

اسلاید 9:

اسلاید 10: نتیجه گیریبررسی واژه فلزات سنگینمنابع انتشار در طبیعت راه های ورود به بدنعوارض سمیبیوشیمی سمیتامروزه استفاده از آنها اجتناب ناپذیر است ولی باید به طور مرتب پایش شودلزوم استفاده از روش های آزمایشگاهی مناسب و دقیق جهت استخراج و تعیین مقدار فلزات سنگین

اسلاید 11: اصول کلی در تهیه نمونه آزمایشالف-نمونه برداری samplingاولین و مهمترین بخش مراحل آماده سازی نمونه استتهیه و استفاده از نمونه های کاملا همگن( هموژن)روش های همگن کردن نمونه:تکان دادن و هم زدن نمونهآسیاب کردنتهیه دوغاب (slurry) نمونه جامد و آب در همزن آسیاب می شود و یک دوغاب به وجود می آید یک نمونه مناسب مجموعه ای از 5-10 نمونه کوچکتر از یک نمونه اصلی استب- آماده سازی نمونه sample preparationقاعده کلی در همه روش های آماده سازی نمونه، دستیابی به یک محلول شفاف است زیرا اکثر روش های تعیین مقدار فلزات سنگین بر اساس نمونه های مایع ( محلول) عمل می کند

اسلاید 12: اصول مورد توجه در آماده سازی نمونه جهت آنالیز فلزات سنگینشستشوی اسیدی استفاده از ظرف مناسب که جاذب یون های مورد سنجش نباشد مهمترین ظروف : استفاده از ظروف و ابزار پلاستیکی به جای شیشه ای ( لوله های فالکون و ظروف پلیمری مناسب)عدم استفاده از کروزه های پلاتینی برای عناصر خاص: فلزاتی مثل Pd, Au, Hg, Fe ممکن است در اثر حرارت بطور کامل جذب ظروف پلاتینی شوند( عدم استفاده از ظروف مناسب و یا اسیدواش نکردن ظروف، ضمن کم کردن غلظت آنالیت به خاطر جذب فلزات به جداره ظرف، سبب آلودگی آزمایشات بعدی نیز خواهند شد)جلوگیری از تبخیر و تغییر غلظت نمونه آماده شدهعدم استفاده از حرارت زیاد برای عناصر فرار : جیوه و آرسنیکعوامل موثر در فراریت یک عنصرماهیت عنصرماتریس نمونه: چنانکه ممکن است یک عنصر فرار در یک نمونه و در دمای خاص بازیافت خوب داشته باشد ولی در ماتریس دیگری بازیافت خوبی نداشته باشد

اسلاید 13: استفاده از اسید ها در شرایط ایمن کار با اسید حتما باید در زیر هود انجام شود استفاده از ماسک ، عینک ایمنی، دستکش ضد حلال( نیتریلی) و پوشش محافظتی لباس مخلوط کردن اسیدهای غلیظ و اکسید کننده ها برای هضم نمونه خطر آفرین است: سوختگی سریع پوست، انفجاربدلیل احتمال واکنش شدید بین اسید غلیظ و نمونه بهتر است ابتدا مقدار کمی اسید رقیق به نمونه اضافه شود و بعد اسید غلیظ اضافه شود تا واکنش آهسته تر شوداکسید کننده های قوی مثل پر کلریک اسید فقط زمانی باید اضافه شوند که بخش زیادی از نمونه توسط اسید نیتریک اکسیده و تخریب شده باشددقت های ضروری در صورت استفاده از HFبه راحتی جذب پوست شده با شستشو به طور کامل پاک نمی شود و سبب سوختگی های شدید می شود

اسلاید 14: آماده سازی و تزریق نمونه در هوای کاملا تمیز و تهویه شدهاز آنجا که کل نمونه مورد آزمایش در هنگام تزریق به دستگاه فقط به چند میکرولیتر کاهش می یابد یک ذره کوچک غبار هوا نیز حتی با قرار گرفتن روی نمونه می تواند تفاوت های قابل توجه در نتیجه ایجاد کند.استفاده از حلال های ULTRA PUREاجتناب از رساندن به حجم زیاد: در صورت عدم اطلاع از میزان تقریبی آنالیت نمونه را در کمترین حجم تهیه کنید. فاصله زمانی کوتاه بین تهیه نمونه و اندازه گیری

اسلاید 15: روش های رایج آماده سازی نمونه جهت آنالیز فلزات سنگینالف- روش هضم اسیدیAcid Digestion ب- خاکسترگیری Dry Ashingروش هضم اسیدیفرایند هضم ماتریس نمونه توسط یک اسید قوی انجام می شود در مورد ماتریس های آلی برای تخریب کامل ماتریس نمونه ، ممکن است از یک اکسید کننده نیز استفاده شود.اسید استفاده شده معمولا اسید نیتریک است. چرا؟ از پر اکسید هیدروژن نیز برای افزایش قدرت اکسید کنندگی اسید استفاده می شود.انواع روش های هضم اسیدیروش های هضم بازOpen Vessel روش های هضم بستهClose Vessel

اسلاید 16: *روش هضم باز: ساده ترین روش هضم مرطوب است که دریک ظرف در باز انجام می شودنمونه پس از توزین در یک بشر قرار داده می شود افزودن محلول هضم کننده پوشاندن بشر با شیشه سا عت حرارت دادن روی هات پلیت نمونه به آرامی شروع به جوشیدن می کند باید هر از چند گاهی مقداری اسید به نمونه اضافه شود تا نمونه خشک نشودمی توان از آب اکسیژنه هم برای کمک به اکسیداسیون بیشتر استفاده کردپس از هضم کامل نمونه و ظاهر شدن یک محلول شفاف و کم رنگ تا نزدیک به خشک شدن تبخیر می شود انتقال به ظروف حجمی به حجم رسانی با آب یا اسید رقیقHNO3 روی 5 گرم نمونه را بپوشاند بعد مقداری H2O2 (مقدار H2O2 کم باشد 25 / 0 مقدار HNO3)این روش پایه ، روشهای هضم اسیدی باز است برای نمونه های مختلف میتوان جستجو کرد.نکات مورد توجه:نمونه نباید بطورکامل خشک شوددر صورت صاف کردن محلول نمونه، کاغذ صافی نیز باید به دقت شسته شود تا آنالیت جذب شده روی آن به محلول برگردد

اسلاید 17: انتخاب اسید مناسب در روش هضم اسیدی بازاستفاده از یک اسید رقیق : برای نمونه های غیر آلی محلول و نمک هااستفاده از یک اسید غلیظ : برای نمونه های نامحلولاستفاده از HCl (1 N) برای هضم بهتر: بعد از هضم اسید نیتریک و قبل از صاف کردن و به حجم رسانیاستفاده از اسید سولفوریک: اگر نمونه با اسید نیتریک تنها یا اسید نیتریک همراه با اسید کلریدریک هضم خوبی پیدا نکند، مخلوط اسید نیتریک - سولفوریک (1+2) اضافه می شود.روش هضم شدیدتر: هضم با اسید نیتریک تا باقی ماندن چند میلی لیتر اسید سرد کردن نمونه افزودن مخلوط اسید نیتریک - اسید پرکلریک (+1 ) ادامه حرارت تا ظاهر شدن بخارات سفید متراکم پرکلریک اسید استفاده از اسید هیدروفلوریک: برای هضم نمونه های سخت تراستفاده از تیزاب سلطانی: اسیدکلریدریک-اسید نیتریک (1+3): می تواند طلا و پلاتین را نیز در خود حل کند ترکیب اسید سولفوریک _ پروکسید هیدروژن : بعنوان یک اکسید کننده قوی عمل میکند.

اسلاید 18: Wet Decomposition MethodSample+ Sulfuric acidNitric acidHeatingCooling tubeWaste gasSimple method(no cooling)Kjeldahl flask wet decomposition method

اسلاید 19: *- روشهای هضم بسته هضم اسیدی نمونه در یک ظرف کاملا بسته صورت میگیرد .ظروف مورد استفاده دراین روش ، باید قابلیت تحمل حرارت و فشارزیاد را داشته ودربرابر خاصیت خورندگی اسیدهای داغ مقاوم باشندمعمولا از ظروف در دار PTFE استفاده میشودنمونه رایج دستگاهی روش هضم بسته دستگاه هضم مایکرویو است Microwave Digestion ظروف دردار تفلونی هضم اسیدی ( قیمت پایین و کارایی نسبتا خوب ولی ایمنی کم میشود )اجزای یک دستگاه هضم ماکروویو از سه قسمت تشکیل شده است یک آون ماکروویویک سیستم چرخان که وسل های هضم به آن متصل استسیستم تهویه

اسلاید 20:

اسلاید 21: Pretreatment Microwave DecompositionDecompose the sample together with an acid in a sealed container.Decomposition possible in a short time with little vaporization or contamination.- Ideal for the pretreatment of trace elements and trace samples.- Food products, living organisms, pharmaceuticals, airborne dust, soil, etc. High-pressure Decomposition ContainerMicrowave Digestion

اسلاید 22: محدودیت وزن یعنی حداکثر نمونه ، 0.5gr H2O2 , 2cc HNO3 , 5ccویژگیهای هضم اسیدی بسته ( هضم مایکروویوی ) در این روش ظروف هضم از پلیمرهای مقاوم به دمای زیاد ساخته میشود . احتمال انتقال آلودگیهای فلزی از این ظروف ، نسبت به ظروف شیشه ای و سرامیکی و کروزه ها کمتر استحذف احتمال نفوذ آلودگیهای ناشی از گرد و غبارنیاز به حجم کمتری از اسیدها در ظروف درب بسته تحت فشار ، به دلیل کاهش میزان تبخیر حلال کاهش قابل توجه از دست رفتن عناصر فرار ( معضلی مهم در روشهای هضم در ظروف باز و روش خاکستر گیری خشک)کاهش نیاز به دقت اپراتور به دلیل دارا بودن سیستم خودکار بخارات اسیدی که در روشهای هضم باز

اسلاید 23: خاکسترگیری Dry Ashingروشی مناسب برای نمونه های آلی مرطوب مثل نمونه های مواد غذایی و گیاهی : به دلیل سرعت و سهولت در تخریب مقادیر زیاد مواد آلی مناسب برای عناصر غیر فرار نوعی روش هضم باز ( Open vessel ) است : انتقال نمونه به داخل یه کروزه ( از جنس چینی ، سیلیس ، پیرکس یا پلاتین ) حرارت دادن روی شعله تا کربنیزه شدن انتقال به کوره الکتریکی سرد و رساندن به حرارت 450 درجه سانتی گراد چندساعت ماندن در کوره تا تشکیل یک خاکستر سفید ( حداقل 4 ساعت ) در صورت عدم تشکیل خاکستر سفید : خارج کردن کروزه از کوره مرطوب کردن نمونه با اسید نیتریک غلیظ تبخیر اسید روی هات پلیت انتقال مجدد به کوره افزودن حدود 5cc , HCL 6مولار به خاکستر تبخیر اسید روی هات پلیت افزودن اسید نیتریک 0/1مولار و رساندن به حجم نهایی

اسلاید 24: نکات روش خاکستر گیری : برای عناصر سرب ، کادمیم ، مس ، آهن ، روی در مواد غذایی در دمای 450 درجه بازیافت کافی نشان داده است روش مناسبی است برای تعیین مقدار عناصر مغذی در مواد غذایی از جمله : پتاسیم ، اهن ، منیزیم ، منگنز ، کلسیم( به دلیل مقدار زیاد در مواد غذایی و پایداری در دماهای بالا )مشکلات روش خاکستر گیری : برای عناصر فرار مناسب نیست احتمال آلوده شدن نمونه از هوای آزمایشگاه یا داخل کوره ( سیستم باز ) درب کروزه داخل کوره ببندیم.نیاز به اسید شویی کامل ظروف به دلیل احتمال جذب فلزات از آزمایشات قبلی کروزه ها را با اسید غلیظ تر مثلا تا 30 درصد برای شستشوی کروزه استفاده شود دشواری در خاکسترگیری نمونه های روغن و چربی به دلیل احتمال شعله ور شدن نمونه

اسلاید 25:  خاکستر گیری هضم اسیدی بازهضم اسیدی بستهزمان مصرف شدهچند ساعت چند ساعتگمتر از یک ساعتحفظ عناصر فرار نامناسبتاحدی مناسبکاملا مناسبمخاطره برای کاربرکمزیادتاحدیمیزان مصرف حلال هامتوسطنسبتا زیادمتوسطاحتمال انتقال آلودگی از ظروفنسبتا زیاد نسبتا زیادکماحتمال آلودگی از هوانسبتا زیادنسبتا زیادبسیار کمنیاز به دقت کاربر متوسطزیادکممقایسه مزایا و معایب :

اسلاید 26: تعیین مقدار دستگاهی فلزات سنگین : دستگاه طیف سنجی اتمی یکی از پرکاربردترین و دقیق ترین دستگاههای سنجش میزان فلزات سنگین اساس : تشکیل بخار اتمی از عنصر مورد نظر و تعیین مقدار بر اساس میزان جذب نور هالوکاتددستگاه جذب اتمی کوره Furnace AAS مهمترین نوع سیستمهای جذب اتمی در آزمایشگاههای مواد غذایی بدون داشتن آن از توانایی لازم جهت اندازه گیری مقادیر trace فلزات برخوردار نخواهد بودترجیحا اتوسمپلراساس اندازه گیری تزریق محلول نمونه به داخل یک لوله گرافیتیگرم شدن چند مرحله ای لوله ی گرافیتی طی یک برنامه حرارتیتبخیر نمونه و تشکیل بخار اتمی از فلز مورد نظر جذب نور هالوکاتد توسط بخار اتمی تعیین غلظت فلز بر اساس میزان جذب نور هالوکاتد

اسلاید 27: Graphite FurnaceoC150Dry600Ash3000Atomize

اسلاید 28: برنامه حرارتی دستگاه جذب اتمی حدود 9 مرحله برنامه دمایی4 مرحله دمایی اصلی : الف - Dryingخشک کردن 85 درجه سانتی گرادب - Ashingسه بار تکرار خاکسترگیری (کربن خارج شود) 400درجه سانتی گرادج - Atomizingاتمایز ( افزایش ناگهانی دما ) 2100 – 400 درجه سانتی گرادد - cooling ( تمیز و خنک شدن ) حدود 2600 درجه سانتی گراد

اسلاید 29: نکات مورد توجه در کار با اتمیک کوره کنترلهای پیش از اندازه گیری محلول ها : رسیدن استاندارد ها به دمای محیط ، قبل از تزریق تهیه روزانه استانداردهای کاری ، بدلیل غلظت پایین آنها دستگاهی : بررسی وضعیت سالم بودن لوله گرافیتی و موقعیت صحیح آن تنظیم عبور نور هالوکاتد لامپ از داخل لوله گرافیتی از طریق پیچ های حرکت دهنده لوله گرافیتی یا پیچ های لامپ گرم شدن لامپ به مدت 15 – 10 دقیقه قبل از شروع کار روشن کردن هود بالای دستگاه تمیز کردن گرافیت تیوپ و نوک سمپلر توسط نرم افزار استفاده از ویال های اسید واش شده کاملا تمیز و خشک تنظیم دقیق ورود نوک اتو سمپلر به داخل گرافیت تیوپ تعیین محدوده غلظتی استانداردهای کالیبراسیون

اسلاید 30: مرحله اول : شناسایی محدوده خطی شدن نسبت به dose/response به کمک اطلاعات موجود در دفترچه فنی و تجربه

اسلاید 31: مرحله دوم : ساخت استانداردهای کالیبراسیون بر اساس غلظت مورد انتظار آنالیت در محلول در محلول نمونه مثال شناسایی محدوده خطی شدن :دفترچه 0.5 _ 1 _ 2 _ 3 ppb تجربی 5 _ 10 _ 20 _ 50 ppb تجربی 100 _ 200 _ 300 _ 400 ppb ساخت استانداردهای کالیبراسیون بر اساس غلظت مورد انتظار آنالیت در محلول نمونهExpected Value 10 ppb رنج کالیبراسیون بسته به نوع نمونه متغیر است Dilution Factor5 ( 5 >> 25 )انتظار داریم غلظت در نمونه 2 باشد Expected value in sample solution : 10/5 = 2 ppb پس باید از منحنی 0.5 _ 1 _ 2 _ 3 استفاده کنیم .مثلا در این محدوده خطی دیده شده

اسلاید 32: 11 - استاندارد سازی Auto mix سریعتر و دقیق تر از Premix 12 - استفاده از ترکیبات اصلاح کننده ( مودیفایر ) برای کاستن از تداخلات به عنوان مثال:اسید ارتو فسفریک برای سرب13- تلاش شود جذب خاص مربوط به یک استاندارد خاص که در دستگاه مشخص شده بدست آید14- مقایسه میزان جذب استانداردها و بلانک با دفعات پیش 15- حداقل 3 تزریق برای هریک از استانداردها و نمونه ها RSD ≤ 10 نشانگر قابل پذیرش بودن نتیجه بدست آمده RSD > 10 نشانگر وجود اشکال در تزریق نمونه

اسلاید 33: 16- حذف یک نقطه پرت و بدست آوردن r>0.99 اگر r بهتر شد Mask کنید .Curve fit = liner orgin Characteristic conc = 0. 38 ug/lr = 0.9963 Absorbance Concentration (ppb)Absorbance of unknown sampleConcentration of unknown sample

اسلاید 34: 17- مشاهده پیک تزریق های انجام شده : پیک استانداردها باید بر روی هم و پیک نمونه ها نیز در همان محل و به همان شکل باشد اگر خیلی انحراف داشته باشد ممکن است حتی آن عنصر مورد نظر و در حال اندازه گیری ما نباشد.18- بررسی جذب تک تک نمونه ها باید در محدوده منحنی کالیبراسیون باشد نمونه هایی که جذب بیشتر از کالیبراسیون دارند رقیق سازی بطور دستی یا از طریق سیستم خودکار دستگاه تزریق مجدد تاثیر دادن ضریب دقت در جواب نهایی19- استفاده از اتمیک شعله در صورت نیاز به رقیق سازی های زیاد ( بیشتر از 50 بطور تجربی ) بدلیل افزایش احتمال بروز خطا در تعیین غلظت20- وارد کردن وزن و حجم دقیق و ضریب دقت نمونه در برنامه دستگاه

اسلاید 35: دستگاه اندازه گیری شعله دقت اندازه گیری آن برای استانداردها در حد ppmاساس اندازه گیری : مکش محلول نمونه توسط نازل بر روی برنری که شعله پرقدرت را روشن نگه میدارد اتمی شدن نمونه در حرارت زیاد و تشکیل بخار اتمی و جذب نور هالوکاتد لامپ توسط بخار اتمیتعیین غلظت عنصر بر اساس میزان جذب نور لامپانواع شعله : هوا – استیلن 2300نیتروکساید – استیلن 2800

اسلاید 36: Relation between light absorption and densityWhen light of a certain intensity is given to many atom in ground state, part of this light is absorbed by atoms.Density ClI0I

اسلاید 37: Lambert-beer’s LawDensity ClI0IA = logI0/I A = abc ضریب جذب ماده a: طول نمونه b: غلظت نمونه c:Relation between light absorption and density

اسلاید 38: A hollow cathode lamp for Aluminum (Al)

اسلاید 39: لامپ های کاتدی توخالی : ( HCL ) در مقایسه با لامپ های کاتدی توخالی مشابه شدت های تابشی معمولا یک تا دو مرتبه بزرگی در اختیار می گذارد .لامپ تخلیه بدون الکترود : ( EDLS )

اسلاید 40: روش تصحیح دو خطی :روش تصحیح دو خطی به حضور یک خط مرجع از منبع نیاز دارد .این خط باید تا آنجا که ممکن است به خط آنالیت نزدیک باشد . اما نباید به وسیله آنالیت جذب شود .روش تصحیح با منبع پیوسته :

اسلاید 41: 93

اسلاید 42: تعادل های تفکیک :در محیط گازی داغ یک شعله یا یک کوره ، واکنش های متعدد تفکیک یا تجمع سبب تبدیل مواد متشکله فلزی به حالت های عنصری می شوند .شدت خط های نشر یا جذب اتمی فلزات قلیایی ، به ویژه پتاسیم ، روبیدیم و سزیم ، به طریق پیچیده ای تحت تاثیر دما قرار می گیرد . تعادل های یونش :

اسلاید 43: ساختار شعله :طیف بینی جذب ، نشر و فلوئورسانس اتمی نیم رخ های دما :

اسلاید 44: 14001700160017501800185818301863 1.5 1.0 0.5 0 0.5 .0 1.5 012345Distance above orifice cmBurner tipTemperature Profile in oC for a Natural Gas /Air Flame

اسلاید 45: انواع شعله ها :فرآیند های اتم سازی شعله ای :

اسلاید 46: اتم سازی شعله ای :فرآیندی که در آن نمونه به بخار اتمی تبدیل می شود ، اتم سازی نام داردروش های اتم سازی در یک اتم ساز شعله ای ، محلولی از نمونه به وسیله جریانی از اکسنده گازی مخلوط شده با سوخت گازی ، مهپاشی وبه درون شعله ای حمل می شود که در آنجا اتم سازی صورت می گیرد .

اسلاید 47: By: S. Samadi

اسلاید 48: تداخل های طیفی تداخل های شیمیاییالف ) تداخل ناشی ازهمپوشانی خطوط : مثلا یک خط وانادیم در 11/3092 آنگستروم در هر تجزیه مبتنی بر خط جذب آلومینیم در 15/3082 آنگستروم انجام شود تداخل می کند .ب ) تداخل های ناشی از حضور محصولات احتراق :توان باریکه عبور کرده را کاهش می دهند و به خطاهای تجزیه ای مثبت منجر می شوند .ج ) منبع جذب یا پراکندگی ناشی از ماتریس نمونه :یک خطای مثبت در جذب و بنابراین در غلظت حاصل می شود .د ) تداخل طیفی ناشی از پراکندگی توسط محصولات اتم سازیتداخل ها در طیف بینی جذب اتمی تداخل طیفی :

اسلاید 49: تداخل های شیمیایی :تشکیل ترکیب کم فرار :شاید متداولترین نوع تداخل ، تداخل به وسیله آنیون هایی باشد که ترکیبات کم فرّاری با آنالیت می سازند و بنابراین سرعت اتم سازی را کاهش می دهند .به طور مثال مشاهده می شود که در یک غلظت ثابت از کلسیم ، جذب کلسیم با افزایش غلظت سولفات و فسفات تا زمانی که نسبت آنیون به کلسیم به حدود 5/0 برسد ، تقریبا به طور خطی کاهش می یابد . روش های حذف :استفاده از شعله با دمای بالا استفاده از عوامل رها کننده عوامل حفاظتی

اسلاید 50: The Calcium Flame The calcium flame is red. This is intensely red because the calcium content is high.

اسلاید 51: The Copper Flame

اسلاید 52: The Potassium Flame

اسلاید 53: The Manganese Flame

اسلاید 54: The Cobalt Flame

اسلاید 55:

اسلاید 56: نیم رخ های جذب شعله ایاتم سازهای شعله ای :

اسلاید 57: Fuel OxidantThe Premixed Burner

اسلاید 58: نکات مورد توجه در کار با اتمیک شعله محلولها رسیدن استانداردها به دمای محیط قبل از شروع کار دستگاهتهیه روزانه استانداردهای کاریدستگاهی بررسی تمیز بودن تیغه برنر ( محل خروج شعله ) تنظیم نور هالوکاتد بر ارتفاع مشخصی ازتیغه برنرگرم شدن لامپ به مدت 10 الی 15 دقیقه قبل از شروع کارروشن کردن هود بالای شعلهخالی کردن ظرف ضایعات خروجیتوجه به میزان گازاستیلن زمان کافی برای رسیدن نمونه بر روی شعله در نظر گرفته شود انتخاب محدوده ی کالیبراسیون و کنترل های پس از اندازه گیری

اسلاید 59: دستگاه جذب اتمی هیدرید اساس کار:انجام یک واکنش شیمیایی منجر به تولید هیدرید عنصر مورد نظر که به دلیل گازی بودن به سمت شعله حرکت میکندبرای تعیین مقدار تعداد محدودی از عناصر استفاده میشود As,Hg,Se,Pb,Bi,Sb,Sn,Teدقت اندازه گیری درحدppb

اسلاید 60: Structural Diagram of Hydride Vapor Generator Absorption Cell NaBH4Gas Liquid Separator Peristaltic Pump Manifold Reaction Coil SampleCarrier Gas Ar HClDrainBurner Head of AASAs, Se, Sb, Sn, Te, Bi, Hg and other metals produce a metal hydride by this method6BH4- +As3++ 3H+3B2H6+3H2 +AsH3 (gas)Hydride Vapor Generation TechniqueElementsConcentration (ppb)As5~20Sb5~20Te5~20Bi5~20Se10~40Hg20~80Sn30~90

اسلاید 61: Cold Vapor TechniqueSnCl2 + Hg2+ Hgo(gas)reduce5%KMnO4 5%H2SO4 SnCl2  253.6 nmHo

اسلاید 62: نکات مورد توجه در کار با جذب اتمی هیدریدمحلولها : رسیدن استانداردها به دمای محیط ، قبل از تزریقتهیه روزانهتنظیم بیشترین عبور نور هالوکاتد لامپ از داخل سل کوارتزیگرم شدن لامپروشن کردن هود بالای دستگاهخالی کردن ظرف ضایعات خروجی توجه به میزان گاز استیلنزمان کافی برای رسیدن نمونه بر روی شعله در نظر گرفته شود.درصورتیکه عناصر Hg , As باید در یک نمونه تعیین مقدار شود، ابتدا جیوه و بعد ارسنیک10- تمیز بودن داخل سل جداکننده گاز – مایع و نیز مسیر خروج ضایعات11- تعیین مقدار حداقل یک نمونه اسپایک یا مرجع CRM در کنار هر سری از نمونه ها

اسلاید 63: اعتبار سنجی روش آزمایش Method Validationتعریف : اعتبار سنجی روش فرایندی سیستماتیک است که نشان میدهد آیا روش مورد استفاده برای اهداف مورد نظر مناسب هست یا خیردر دو حالت روش آزمایش باید اعتبار سنجی شودـــ روشی که بار اول ابداع میشود ـــ روشی که قرار است در یک آزمایشگاه راه اندازی شودهدف از اعتبار سنجی : اطمینان و تایید درستی نتایج بدست آمده از روش مورد استفاده اعتبار سنجی ( validation ) :مجموعه ای از اقدامات زیر :ــ اختصاصی بودن روش ــ تعیین محدوده خطی ــ دقتــ صحت ــ حد تشخیص ــ حد تعیین مقدار

اسلاید 64: اختصاصی بودن روش Specificityتعریف : توانایی روش برای اندازه گیری میزان دقیق آنالیت در حضور سایر اجزای نمونه ( ماتریکس ) هرقسمتی از ماتریکس – غیر از آنالیت – که پاسخی ایجاد کند باعث بروز خطای ثابت یا نسبی خواهد شد ( روش غیر اختصاصی )راه تشخیص اختصاصی بودن روش :آزمایش کردن بلانک نمونه با روش مورد نظر و آشکار نشدن ترکیبات مداخله گر در آن و یا قابل تمایز بودن آنها از آنالیت ( تعریف AOAC )تعیین محدوده خطی Linearity خطی بودن منحنی کالیبراسیون نشان دهنده توانایی روش در بدست آوردن نتایج متناسب با غلظت است تعیین محدوده غلظتی استانداردهای کالیبراسیون :مرحله اول : شناسایی محدوده خطی شدن نسبت dose/response به کمک اطلاعات موجود در دفترچه فنی و تجربیمرحله دوم : ساخت استانداردهای کالیبراسیون بر اساس غلظت مورد انتظار آنالیت در نمونه معمولا در 4 سطح غلظتی به نسبت 0/5 – 1 – 1/5 – 2 برابر غلظت موردنظر به مدت سه روز کاری هر یک از استانداردها حداقل 2و ترجیحا 3 بار باید تعیین مقدار شوند و میانگین آنها در رسم منحنی استفاده شود

اسلاید 65: غلظت اولین استاندارد باید بیشتر از LOQ باشد ضریب همبستگی ( r ) : نشانگر خطی بودن کالیبراسیون هرچه r به یک نزدیکتر باشد بهتر استحد تشخیص روش ( LOD ) Limit of Detectionتعریف : کمترین غلظتی از آنالیز که با اطمینان تشخیص داده میشود اما تعیین مقدار نمیشودLOD بسته به دستگاه مورد استفاده و شرایط مختلف آزمایش تعیین میشود روشهای تعیین LOD در روشهای کروماتوگرافی : نسبت سیگنال به نویز ( 1:3 )در روشهای اسپکتروفتومتری ( جذب اتمی )الف : blank ( n ≥ 20 ) LOD = 3 × SD عدد بدست آمده باید در معادله ی کالیبراسیون قرار گیرد تا LOD بر اساس غلظت مورد اندازه گیری بدست آیدب : LOD = ( 3.3 SD ) / S LOD استاندارد این میشود

اسلاید 66: مثلا : LOD سرب حدود 1ppb _ 0.5 بدست می آیدSD : انحراف معیار میزان جذب بلانک S : شیب خط کالیبراسیون حد تشخیص برای هر نمونه ضریب رقت نمونه × حدتشخیص دستگاه = حدتشخیص نمونهحد تشخیص نمونه را برای نمونه هایی که منفی خوانده ایم و یا کمتر از LOD است نباید عدد اعلام کنیم می گوییم قابل تشخیص نیست ( وزن توزین شده نمونه / حجم نهایی محلول نمونه ) = ضریب رقت هر نمونه

اسلاید 67: حد تعیین مقدار (LOQ) Limit Of Quantificationتعریف : غلظتی است که در آن و بالاتر ، آنالیت می تواند با اطمینان تعیین مقدار شود روش های تعیین LOQ:الف - نسبت سیگنال به نویز ( 10 به 1 )ب LOQ = (10SD) / S - : برای بلانکLOD × 3 = LOQ اولین نقطه استاندارد باید بیشتر از LOQ باشد .حد تعیین مقدار برای هر نمونه : ضریب رقت نمونه × حدتعیین مقدار دستگاه = حد تعیین مقدار نمونه وزن توزین شده نمونه / حجم نهایی محلول نمونه = ضریب رقت هر نمونه

اسلاید 68:

اسلاید 69: دقت تعریف: میزان پراکندگی نتایجی که از چندین بار ازمایش یک نمونه همگن بدست می ایند.در غلظت های پایین تر دقت اندازه گیری نیز کمتر میشوددقت با درصد انحراف معیار نسبی( RSD )/ضریب تغییرات( CV)نشان داده می شود.RSD در غلظت های پایین زیاد میشود ولی در این حالت مشکلی ندارد( کمتر ازLOD)برای تعیین دقت روش ، پاسخهای بدست آمده از یک نمونه ، حتی الامکان باید مستقل از هم باشند یعنی:‌ بجای چند بار خواندن یک نمونه، یک نمونه به چند بخش تقسیم شود و جدا از هم آزمایش و تعیین مقدار شوند.صحت آزمایشتعریف: میزان انحراف نتایج ازمیزان واقعیروشهای تعیین میزان صحت نتایج:استفاده از نمونه مرجع (CRM): اندازه گیری میزان آنالیت در یک Certified reference material و مقایسه نتیجه با میزان واقعی آنتعیین میزان بازیافت آنالیت ( recovery) از نمونه های اسپایک

اسلاید 70: حدود آشکار سازی :تحت شرایط معمولی ، خطای نسبی همراه با تجزیه جذبی شعله ای در حدود یک تا دو درصد است . خطا های همراه با اتم سازی الکتروگرمایی در مقایسه با اتم سازی شعله ای ، معمولا 5 تا 10 برابر بزرگترند . صحت :