كيف يعمل مطياف الامتصاص الذري؟

الامتصاص الذري (AA) هو طريقة اختبار علمية تستخدم للكشف عن المعادن في المحلول. العينة مجزأة إلى قطرات صغيرة جدا (ذرات). ثم يتم تغذيتها في اللهب. تتفاعل ذرات المعادن المعزولة مع الإشعاع الذي تم ضبطه مسبقًا على أطوال موجية معينة. يتم قياس هذا التفاعل وتفسيره. يستغل الامتصاص الذري أطوال موجات إشعاعية مختلفة تمتصها ذرات مختلفة. تكون الأداة أكثر موثوقية عندما يتعلق خط بسيط بتركيز الامتصاص. تعتبر أدوات المرذاذ / اللهب والأدوات أحادية اللون هي المفتاح لجعل جهاز AA يعمل. تشمل المتغيرات ذات الصلة لـ AA معايرة اللهب والتفاعلات المعدنية الفريدة.

تنص ميكانيكا الكم على أن الإشعاع يمتص وينبعث من الذرات في وحدات محددة (كوانتا). كل عنصر يمتص أطوال موجية مختلفة. لنفترض أن عنصرين (أ و ب) لهما أهمية. يمتص العنصر أ عند 450 نانومتر ، ب عند 470 نانومتر. سيغطي الإشعاع من 400 نانومتر إلى 500 نانومتر خطوط امتصاص جميع العناصر.

افترض أن مقياس الطيف يكتشف غيابًا طفيفًا لإشعاع 470 نانومتر ولا يوجد غياب عند 450 نانومتر (كل الإشعاع الأصلي 450 نانومتر يصل إلى أجهزة الكشف). سيكون للعينة تركيز صغير مقابل ذلك للعنصر B ولا يوجد تركيز (أو "أقل من حد الكشف") للعنصر A.

الخطية تختلف باختلاف العنصر. في النهاية السفلية ، يكون السلوك الخطي مقيدًا "بضوضاء" جوهرية في البيانات. يحدث هذا لأن تركيزات المعادن المنخفضة جدًا تصل إلى حد اكتشاف الجهاز. في النهاية الأعلى ، ينهار الخطي إذا كان تركيز العنصر مرتفعًا بما يكفي لتفاعل ذرة إشعاع أكثر تعقيدًا. تعمل الذرات المؤينة (المشحونة) وتشكيل الجزيء لإعطاء منحنى تركيز امتصاص غير خطي.

يقوم المرذاذ واللهب بتحويل الجزيئات والمركبات ذات الأساس المعدني إلى ذرات معزولة. تعني الجزيئات المتعددة التي يمكن أن يشكلها أي معدن أن مطابقة طيف معين لمعدن المصدر أمر صعب ، إن لم يكن مستحيلًا. يهدف اللهب والرذاذ إلى كسر أي روابط جزيئية قد تكون لديهم.

يمكن أن يشكل ضبط خصائص اللهب (نسبة الوقود / الهواء ، وعرض اللهب ، واختيار الوقود ، وما إلى ذلك) وأجهزة البخاخ تحديًا في حد ذاته.

يدخل الضوء إلى أحادي اللون بعد مروره عبر العينة. يفصل أحادي اللون موجات الضوء وفقًا لطول الموجة. الغرض من هذا الفصل هو فرز الأطوال الموجية الموجودة وإلى أي مدى. يتم قياس شدة الطول الموجي المتلقاة مقابل الكثافة الأصلية. تتم مقارنة الأطوال الموجية لتحديد مقدار كل طول موجي ذي صلة تم امتصاصه بواسطة العينة. يعتمد أحادي اللون على هندسة دقيقة للعمل بشكل صحيح. الاهتزازات القوية أو التقلبات المفاجئة في درجات الحرارة قد تتسبب في كسر أحادي اللون.

الخصائص البصرية والكيميائية الخاصة للعناصر قيد الدراسة مهمة. على سبيل المثال ، يمكن أن يركز الاهتمام على آثار ذرات المعادن المشعة ، أو الميل إلى تكوين مركبات وأنيونات (ذرات سالبة الشحنة). كلا هذين العاملين يمكن أن يعطي نتائج مضللة. خصائص اللهب هي أيضا مهمة جدا. وتشمل هذه الخصائص درجة حرارة اللهب ، وزاوية خط اللهب بالنسبة للكاشف ، ومعدل تدفق الغاز ، ووظيفة البخاخة المتسقة.