تفاوت جذب اتمی با icp
طیف سنجی چیست؟
طیف‌سنجی (یا طیف‌نمایی یا اسپکتروسکوپی) مطالعه ماده و خواص آن با بررسی نور، صوت و ذرات گسیل شده، جذب شده یا پراکنده شده از ماده مورد نظر می باشد. طیف‌سنجی به عنوان مطالعه برهمکنش بین نور و ماده نیز تعریف شده است. از لحاظ تاریخی طیف‌سنجی شاخه‌ای از علم است که برای مطالعات نظری در ساختار ماده و آنالیزهای کیفی و کمی از نور مرئی استفاده می‌شد.
در حال حاضر طیف‌سنجی به عنوان یک تکنیک جدید نه فقط برای نور مرئی بلکه برای بسیاری از تابش‌ها با طول موج‌های متفاوت مورد استفاده قرار می گیرد.
بیشتر بخوانید: انواع نمودارهای کالیبراسیون و کاربرد آن ها
طیف سنجی جذب اتمی
طیف‌سنجی جذب اتمی (AAS) یک روش اسپکتروسکوپی برای اندازه‌گیری کمّی عناصر شیمیایی با استفاده از جذب اشعه نوری (نور) توسط اتم در حالت گازی می باشد. در شیمی تجزیه این تکنیک برای تعیین غلظت یک عنصر خاص در یک نمونه مورد استفاده قرار می‌گیرد. AAS می‌تواند برای تعیین مقدار کمی بیش از ۷۰ نوع از عناصر مختلف بکار گرفته شود. البته حد تشخیص برای همه ۷۰ عنصر مناسب نیست.
کوانتومتر دستگاه طیف‌سنجی نشری است که در آنالیز فلزات در ریخته‌گری و متالوژی و صنایع و معادن استفاده می شود نسل جدید دکتورهای پیشرفته CMOS هستند که توانایی آنالیز غیر فلزات از قبیل کربن و گوگرد و فسفر و … دارد که کیفیت و دقت بسیار بالایی نسبت به دکتورهای قدیمی pt و ccd دارا می باشد. هر عنصر لامپ کاتد توخالی مخصوص به خود را دارد؛ یعنی برای اندازه‌گیری یک عنصر فلز سنگین لامپ مخصوص خودش در دستگاه قرار داده می شود، چون نواحی جذب آنها متفاوت است.
آنالیز ICP
آنالیز ICP (طیف سنجی پلاسمای جفت شده القایی) یکی از روش‌های آنالیز عنصری است که برای شناسایی عناصر موجود در نمونه و تعیین غلظت عناصر موجود استفاده می شود. این روش از جمله روش های طیف سنجی‌نشری است که بر اساس اندازه گیری شدت امواج تابیده شده از اتم ها هنگام بازگشت از حالت برانگیخته انجام می گیرد. این روش به دو دسته‌ی طیف سنجی‌جرمی و طیف سنجی تابش اتمی تقسیم شده است.
دستگاه طیف سنج جذب اتمی و پلاسمای جفت القائی ICP از تجهیزاتی هستند که برای آنالیز تعداد زیادی از عناصر کاربرد دارند. این دو روش از جنبه های مختلف تفاوت های بسیاری دارند. می توان تفاوت در عملکرد دو دستگاه جذب اتمی و دستگاه ICP را از نظر مکانیسم، سرعت، حداکثر دما، حد تشخیص، تداخل شیمیایی و قیمت مورد بررسی قرار داد.
بیشتر بخوانید: آشنایی با ابرخازن ها (SUPER CAPACITOR)
هر کدام از این تفاوت ها می تواند استفاده از دستگاه ها را با مزیت ها و محدودیت هایی مواجه نماید، بنابراین بررسی دقیق امکانات و محدودیت های موجود در هر دستگاه جذب اتمی و دستگاه ICP از مهم ترین معیارهای انتخاب خواهد بود.
مقایسه مکانیسم و دما در جذب اتمی و ICP
اصلی ترین تفاوت دو تکنیک اسپکتروسکوپی از لحاظ مکانیسم این است که یکی بر پایه جذب اتمی و دیگری بر پایه نشر اتمی یا یونی متکی است. مورد دیگر، تفاوت در روش تولید یون و یا اتم گونه ای است که در جذب اتمی از شعله احتراق یا کوره گرافیتی برای تولید اتم و در دستگاه ICP از حالت پلاسما برای تولید اتم و یا یون استفاده می شود.
حداکثر دما در جذب اتمی برای هوا-استیلن ۲۳۰۰ و برای نیترواکساید−استیلن ۲۹۰۰ درجه سانتیگراد است. در حالی که این دما در حالت پلاسمای آرگون دستگاه آی سی پی به ۱۰۰۰۰ درجه سانتیگراد می رسد.
مقایسه حد تشخیص دستگاه جذب اتمی و ICP
در صورتی که عنصری قابلیت متمایز شدن داشته باشد قدرت تشخیص برای جذب اتمی در حالت کوره در تمام موارد بیشتر از دستگاه طیف سنج ICP است. حد تشخیص برای تعدادی از عناصر مانند پتاسیم و سدیم در حالت شعله دستگاه جذب اتمی بسیار بهتر از طیف سنج ICP خواهد بود. دقت تشخیص برای عناصر مقاوم در برابر حرارت مانند وانادیم، بور، تیتانیم و آلومینیم در دستگاه ICP بسیار بیشتر از شعله جذب اتمی می باشد.
بیشتر بخوانید: محدودیت های روش طیف سنجی اتمی
مواد غیر فلزی مانند سولفور، نیتروژن، کربن و هالوژن (مانند ید، کلر و برم) تنها با استفاده از دستگاه ICP قابل تشخیص می باشند. هر چند تشخیص فسفر توسط طیف سنج جذب اتمی امکان پذیر است، اما دقت تشخیص آن برای دستگاه ICP بسیار بیشتر خواهد بود. اندازه گیری مقدار بهینه عناصرغیر فلزی مانند گوگرد، نیتروژن و هالوژن ها توسط دستگاه ICP تنها در حالت خلاء امکان پذیر است.
با این کار اکسیژن را از محیط خارج نموده و مانع جذب توسط آن می شود. باید به این نکته توجه نمود که برای بهبود حد تشخیص عناصری مانند Se ،As ،Hg ،Sb ،Bi و Ge هم در جذب اتمی و هم دستگاه ICP-ES می توان از سیستم تولید بخار یا HVG استفاده کرد.
در صورتی که تنها یک عنصر در نمونه مورد آنالیز باشد، دستگاه جذب اتمی عملکرد سریعتری نسبت به ICP خواهد داشت، اما در آنالیز چندین عنصر، از آنجا که دستگاه ICP توانایی آنالیز همزمان دارد، زمان آنالیز در ازای هر نمونه بسیار کمتر از زمان لازم در دستگاه اتمیک است. چون دستگاه اتمیک ابزوربشن قادر به اندازه گیری همزمان عناصر نیست، آنالیز هر عنصر باید به صورت جداگانه صورت گیرد که باعث پایین آمدن سرعت می شود.
برای رفع این مشکل می توان از سیستم اتوماتیک و اتوسمپلر به جای سیستم دستی استفاده نمود. اگر چه با استفاده از این روش همچنان نمونه باید چندین بار مورد آنالیز قرار گیرد، اما زمان صرف شده در ازای هر نمونه به مقدار قابل توجه نسبت به روش دستی کاهش می یابد. علاوه بر این باعث افزایش دقت آنالیز و کمتر شدن وظایف اپراتور نیز می شود.
تداخل شیمیایی در جذب اتمی و دستگاه ICP
تداخل شیمیایی در دستگاه جذب اتمی به خصوص در کوره گرافیتی متداول است که با اصلاحات شیمیایی قابل تصحیح می باشد، اما دستگاه ICP-ES تقریبا بدون هر تداخل شیمیایی است. زیرا تداخلات شیمیایی که تا 3000 درجه سانتیگراد وجود دارد در دمای بالای 6000 درجه و درحالت پلاسما به طور کامل از بین می روند.
بیشتر بخوانید: کمومتریکس چیست؟
از جمله بزرگترین محدودیت های استفاده از دستگاه ICP قیمت بالای آن است که باعث می شود توجه آزمایشگاه ها به سمت استفاده از دستگاه طیف سنج جذب اتمی (AAS) متمرکز شود. در واقع دستگاه طیف سنج Atomic Absorption جایگزینی است که در عین دقت مناسب از لحاظ قیمت نیز مقرون به صرفه و گزینه ای ایده آل به منظور آنالیز عناصر می باشد.