آموزش و اصول کار با دستگاه جذب اتمی

آموزش و اصول کار با دستگاه جذب اتمی

مقدمه ای بر موضوع

دستگاه جذب اتمی (Atomic Absorption Spectroscopy – AAS) یکی از پرکاربردترین ابزارهای آزمایشگاهی در زمینه تحلیل کمی و کیفی عناصر است. این دستگاه به دلیل دقت بالا و توانایی در شناسایی مقادیر بسیار کم عناصر، در صنایع مختلفی از جمله محیط زیست، پزشکی، صنایع غذایی، و شیمی کاربرد دارد. در این متن به نحوه کار با انواع دستگاه جذب اتمی پرداخته می‌ شود.

 

مبانی تئوری جذب اتمی

روش جذب اتمی بر پایه اصل جذب نور توسط اتم‌ های آزاد در حالت گازی استوار است. هر عنصر در طول‌ موج مشخصی از طیف الکترومغناطیسی، نور را جذب می‌ کند. دستگاه جذب اتمی از این خاصیت برای تعیین غلظت عناصر خاص در نمونه‌ های مورد بررسی استفاده می‌ کند. فرایند کار این روش شامل سه مرحله اصلی است:

۱. تولید اتم‌ های آزاد

در این مرحله، نمونه موردنظر با استفاده از شعله یا کوره گرافیتی به حالت گاز تبدیل می‌ شود. در ادامه، پیوندهای مولکولی شکسته شده و اتم‌ های آزاد تشکیل می‌ شوند. این گام حیاتی است، زیرا جذب نور تنها توسط اتم‌ های آزاد انجام می‌ گیرد.

۲. تابش نور با طول‌ موج مشخص

در مرحله بعد، پرتو نوری با طول‌ موج خاصی که منطبق بر طول‌ موج جذب عنصر موردنظر است، به اتم‌ های آزاد تابیده می‌ شود. این نور توسط منبع تابشی خاصی مانند لامپ کاتدی تولید می‌ شود. اتم‌ های آزاد بخشی از این نور را جذب می‌ کنند.

۳. اندازه‌ گیری شدت نور عبوری

پس از برخورد نور به اتم‌ های آزاد، شدت نور کاهش می‌ یابد. این کاهش شدت توسط آشکارساز ثبت شده و اندازه‌ گیری می‌ شود. میزان کاهش شدت نور به طور مستقیم با غلظت عنصر در نمونه رابطه دارد و از طریق مقایسه با استانداردهای مشخص، غلظت عنصر محاسبه می‌ شود.

این روش یکی از دقیق ترین و پرکاربردترین تکنیک‌ ها برای تعیین غلظت عناصر در نمونه‌ های مختلف، به ویژه در صنایع، تحقیقات و آزمایشگاه‌ های محیط‌ زیستی است.

 

اجزای دستگاه جذب اتمی

نحوه عملکرد روش جذب اتمی
اجزای دستگاه و نحوه عملکرد روش جذب اتمی
  • منبع نور

  • لامپ‌ های کاتد توخالی (Hollow Cathode Lamps – HCL) برای تولید نور با طول‌ موج خاص هر عنصر
  • لامپ‌ های تخلیه بدون الکترود (Electrodeless Discharge Lamps – EDL) برای عناصر خاص
نحوه راه اندازی دستگاه جذب اتمی
کلیک کنید!

 

  • سیستم اتم‌ سازی

  • شعله‌ ای: مخلوط گازهای اکسید کننده (مانند هوا یا اکسیژن) و سوخت (مانند استیلن) برای تولید شعله
  • کوره گرافیتی: برای اندازه‌ گیری غلظت‌ های بسیار پایین، با دقت و حساسیت بالاتر

 

  • مونوکروماتور

  • جهت جداسازی طول‌ موج موردنظر از طیف نوری

 

  • آشکارساز

  • یک فتومولتی‌ پلایر (Photomultiplier Tube) برای اندازه‌ گیری شدت نور

 

  • سیستم پردازش داده‌ ها

  • نرم‌ افزار کنترل دستگاه و تجزیه و تحلیل داده‌ ها

 

آماده‌ سازی دستگاه جذب اتمی

۱. کالیبراسیون دستگاه

برای دستیابی به نتایج دقیق و قابل‌ اعتماد، کالیبراسیون دستگاه جذب اتمی با استفاده از محلول‌ های استاندارد ضروری است:

انتخاب محلول‌ های استاندارد: محلول‌ هایی با غلظت‌ های مشخص از عنصر موردنظر آماده کنید. این محلول‌ ها باید غلظت‌ هایی در محدوده کاری دستگاه داشته باشند.

تنظیم منحنی کالیبراسیون: مقادیر جذب برای محلول‌ های استاندارد اندازه‌ گیری شده و منحنی‌ ای از تغییرات جذب بر حسب غلظت رسم می‌ شود. این منحنی مبنای محاسبات بعدی است.

 

۲. آماده‌ سازی نمونه‌ ها

تجزیه نمونه‌ ها: اگر نمونه جامد باشد، باید از طریق هضم شیمیایی به یک محلول قابل‌ آنالیز تبدیل شود. این فرایند ممکن است شامل استفاده از اسیدها یا سایر عوامل شیمیایی باشد.

رقیق‌ سازی: غلظت محلول نهایی باید به محدوده قابل‌ اندازه‌ گیری دستگاه کاهش داده شود.

حذف ناخالصی‌ ها: با استفاده از فیلتر یا سانتریفیوژ، ذرات معلق و آلودگی‌ ها را از محلول حذف کنید تا نتایج دقیقتری به دست آید.

 

۳. تنظیمات اولیه دستگاه

تنظیم جریان گازها: میزان جریان گاز اکسید کننده و سوخت را متناسب با روش انتخابی (شعله‌ ای یا کوره گرافیتی) تنظیم کنید.

انتخاب لامپ مناسب: لامپ کاتد توخالی (HCL) یا لامپ تخلیه الکتریکی (EDL) مربوط به عنصر موردنظر را نصب کنید.

تنظیم طول‌ موج: طول‌ موج جذب ویژه عنصر موردنظر را روی دستگاه انتخاب کنید. این طول‌ موج از پیش در جدول‌ های مرجع جهت مطالعه مشخص شده است.

کاربرد دستگاه های جذب اتمی AAS در صنایع مختلف
کلیک کنید!

 

جهت شروع به کار با دستگاه جذب اتمی، مطلب نحوه راه اندازی دستگاه جذب اتمی را مطالعه فرمایید!

 

نحوه عملکرد دستگاه جذب اتمی

۱. روشن کردن دستگاه

دستگاه را روشن کنید و چند دقیقه صبر کنید تا به حالت پایدار برسد. نرم‌ افزار دستگاه را باز کرده و نوع آزمایش (شعله‌ ای یا کوره‌ ای) را تنظیم کنید.

۲. انتخاب روش اتم‌ سازی

روش شعله‌ ای: برای نمونه‌ هایی با غلظت متوسط استفاده می‌ شود. در این روش، نمونه با شعله اتم‌ سازی می‌ شود.

روش کوره گرافیتی: برای نمونه‌ هایی با غلظت بسیار کم و حساسیت بالاتر به کار می‌ رود.

۳. اندازه‌ گیری استانداردها

محلول‌ های استاندارد را به ترتیب و به‌ صورت جداگانه تزریق کنید. مقادیر جذب ثبت شده و منحنی کالیبراسیون با استفاده از نرم‌ افزار دستگاه رسم می‌ شود.

۴. اندازه‌ گیری نمونه‌ ها

نمونه‌ های آماده‌ شده را یکی‌ یکی به دستگاه تزریق کنید. دستگاه جذب نور را اندازه‌ گیری کرده و غلظت عنصر موردنظر را بر اساس منحنی کالیبراسیون محاسبه می‌ کند.

۵. آنالیز داده‌ ها

نتایج جذب و غلظت به دست آمده را مرور و تحلیل کنید. هرگونه انحراف یا ناهماهنگی نسبت به منحنی کالیبراسیون را بررسی و در صورت نیاز اقدامات اصلاحی را انجام دهید.

 

⚠ نکات ایمنی هنگام کار با دستگاه جذب اتمی

❗ ایمنی گازها و شعله

  • تهویه مناسب: اطمینان حاصل کنید که محل کار به تهویه کافی مجهز است تا از تجمع گازهای مضر جلوگیری شود.
  • بازرسی تجهیزات گازرسانی: تجهیزات گازرسانی را به‌ صورت دوره‌ ای بررسی کنید تا از سلامت اتصالات و عدم نشتی گاز مطمئن شوید.

 

ایمنی مواد شیمیایی

  • استفاده از تجهیزات حفاظت فردی: هنگام آماده‌ سازی نمونه‌ ها از دستکش، عینک ایمنی و در صورت نیاز ماسک استفاده کنید.
  • نگهداری مناسب مواد شیمیایی: مواد شیمیایی را در ظروف مقاوم و به‌ دور از منابع حرارتی یا دسترسی غیرمجاز نگهداری کنید. همچنین برچسب‌ گذاری صحیح مواد ضروری است.

 

ایمنی در کار با کوره گرافیتی

  • پرهیز از تماس مستقیم: به دلیل دمای بسیار بالای کوره، از تماس مستقیم با آن خودداری کنید.
  • استفاده از ابزار ایمنی: از انبر یا ابزارهای مناسب برای جابجایی قطعات داغ استفاده کنید. همچنین هنگام کار نزدیک کوره از دستکش مقاوم به حرارت بهره بگیرید.
دستگاه GC Mass چیست؟ اجزا و کاربردها
کلیک کنید!

 

مشکلات رایج در زمان استفاده از دستگاه جذب اتمی و راه‌ حل‌ ها

۱) سیگنال ضعیف یا نویز زیاد

علت:

تمیزی ناکافی شعله یا لامپ، تنظیم نادرست گازها، یا کالیبراسیون ناصحیح

راه‌ حل:

  • شعله و لامپ را از نظر تمیزی بررسی کنید.
  • جریان گازهای اکسید کننده و سوخت را به‌ دقت تنظیم کنید.
  • کالیبراسیون دستگاه را مجددا بررسی و اصلاح کنید.

 

۲) نتایج غیر منطقی

علت:

استفاده از محلول‌ های غیراستاندارد یا نمونه‌ هایی با غلظت خارج از محدوده اندازه‌ گیری دستگاه

راه‌ حل:

  • غلظت نمونه‌ ها را پیش از تزریق بررسی و در محدوده قابل‌ اندازه‌ گیری قرار دهید.
  • از محلول‌ های استاندارد معتبر و تاییدشده برای کالیبراسیون استفاده کنید.

 

۳) کاهش عمر لامپ

علت:

استفاده نادرست یا روشن ماندن لامپ در زمان‌ هایی که دستگاه غیرفعال است

راه‌ حل:

  • لامپ را تنها در زمان‌ های ضروری روشن کنید و پس از اتمام کار، دستگاه را خاموش کنید.
  • زمان کارکرد لامپ را ثبت کرده و در صورت نیاز آن را تعویض کنید.

 

رعایت نکات ایمنی و شناسایی سریع مشکلات دستگاه، هم موجب افزایش دقت و کیفیت نتایج می‌ شود و هم از بروز حوادث یا خسارات احتمالی جلوگیری می‌ کند. در همین راستا شرکت مهام آزما فارمد آماده ارائه خدمات پشتیبانی و خدمات پس از فروش تمامی دستگاه های جذب اتمی از جمله هنگام فروش دستگاه جذب اتمی Varian می باشد.

 

خلاصه مطلب

دستگاه جذب اتمی ابزاری قدرتمند برای تجزیه و تحلیل دقیق عناصر است. با رعایت مراحل صحیح کالیبراسیون، آماده‌ سازی نمونه و تنظیمات دستگاه، می‌ توان نتایج دقیق و قابل‌ اعتمادی به دست آورد. همچنین، رعایت اصول ایمنی و نگهداری منظم دستگاه برای عملکرد بهینه آن ضروری است.

 

جهت اطلاع از موجودی کالاها و قیمت ها با مشاورین فروش شرکت تجهیزات آزمایشگاهی مهام آزما ۰۲۱۸۸۵۰۹۳۸۴ – ۰۲۱۸۶۰۴۵۸۷۰ در ارتباط باشید.

بدون نظر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *