ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ Atomik Absorpsiyon ve Atomik

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ
Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi
Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY
GİRİŞ
• Esası: Temel düzeydeki element atomlarının UV-Görünür
bölgedeki monokromatik ışınları Lambert-Beer yasasına göre
(A=εbc) absorplaması ilkesine dayanmaktadır.
• Nitel analiz: Atomların absorpladıkları ışığın dalga boyu element
türü için karakteristiktir.
• Nicel Analiz: Farklı derişimlerdeki bir dizi analit çözeltileri için
okunan A değerlerinin derişime karşı grafiğe geçirilmesiyle elde
edilen kalibrasyon grafiğinden yararlanılarak yapılır.
AAS BİLEŞENLERİ
Atomik absorpsiyon spektrofotometrelerinin en önemli bileşenleri:
• Işık kaynağı: Analiz elementinin absorplayacağı ışımayı yapar.
• Atomlaştırıcı: Örnek çözeltisi atomik buhar haline getirilir.
• Monokromatör: Çalışılan dalga boyu diğer dalga boylarından
ayrılır
• Dedektör: Işık şiddeti ölçülür.
Işık
Kaynağı
Atomlaştırıcı
Monokromatör
Dedektör
Kaydedici
IŞIK KAYNAKLARI
• Oyuk katot lambaları: Düşük basınçta neon veya argon gibi bir
asal gazla doldurulmuş silindir biçiminde lambalardır. Katot, oyuk
bir silindir şeklindedir ve analiz elementinden yapılmıştır. Anot ise
tungsten veya nikelden yapılmış bir teldir.
Anot ile katot arasına 100-400 voltluk bir gerilim
uygulandığında lamba içindeki asal gaz atomları
iyonlaşır. Oluşan iyonlar katoda çarparak yüzeydeki
metal atomlarını koparır ve uyarırlar. Uyarılan
atomlar temel enerji düzeyine dönerken katot
elementine özgü dalga boyundaki ışımayı yayarlar.
IŞIK KAYNAKLARI
• Elektrotsuz boşalım lambaları: As, Se, Sb gibi uçucu ve küçük
dalga boylarında absorpsiyon ve emisyon yapabilen elementler
için geliştirilmişlerdir. Bunlarda 1-2 cm boyunda ve 5-10 mm
çapındaki bir kuartz tüpe düşük basınçta argon gazı ile analiz
elementinin 1-2 mg’ı konmuştur; kuartz tüpün dış çeperleri ile
temastaki elektrotlar arasına 200 watt’lık bir güç uygulama ile
uyarma sağlanır.
ATOMLAŞTIRICILAR
Atomik absorpsiyon spektrofotometrelerinde atomlaştırıcı
(absorpsiyon hücresi), örnekteki iyonlardan ve moleküllerden,
analizi yapılacak elementin temel düzeydeki atom buharının
oluşturulduğu bölümdür. İki tip atomlaştırıcı vardır:
• Alevli atomlaştırıcı: Örnek çözeltisi aleve haval bir sisleştirici
yardımı ile püskürtülür. Alevin oluşturulması için kullanılan
yakıcılar ön-karıştırmasız ve ön-karıştırmalı olmak üzere iki türdür.
• Elektrotermal atomlaştırıcı (Grafit fırınlar): Isıtılmaları için ayrı bir
güç kaynağı gerekir ve daha pahalı sistemlerdir. Bunlarda çok
küçük örnek hacimleri (5-50 μL) yeterlidir ve duyarlılık aleve oranla
çok daha fazladır.
ATOMLAŞTIRICIDA KULLANILAN GAZLAR
Yanıcı – Yakıcı Gaz
0C
Doğalgaz – Hava
1800 (Cu, Pb, Zn, Cd)
Propan - Hava
1900
Hidrojen – Hava
2000
Asetilen – Hava
2500 (Ca, Mg)
Hidrojen – Oksijen
2700
Asetilen – Diazotmonoksit
2800 (Al, V, Be)
Asetilen – Oksijen
3100 (Si)
MONOKROMATÖR
• Monokromatörün görevi oyuk katot lambasının yaydığı, incelenen
elementin rezonans hattını diğer hatlardan ayırmaktır.
DEDEKTÖR
• Atomik
absorpsiyon spektroskopisinde ışık sinyalinin elektrik sinyaline
dönüştürülmesi için, dedektör olarak fotoçoğaltıcı tüpler kullanılır.
Dedektörler , alternatif akım sinyaline cevap verecek şekilde yapılmıştır.
ENGELLEMELER
• Kimyasal engellemeler: Atomlaştırıcılarda oluşan kimyasal
tepkimelerin sonucudur.
• İyonlaşma engellemesi: Atomlaştırıcıdaki atomların önemli bir
miktarının uygulanan sıcaklıkta iyonlaşması sonucudur.
• Spektral engellemeler: Atomlaştırıcıdaki iki elementin veya bir
element ile çok atomlu bir türün aynı dalga boyundaki ışığı
absorplaması veya yayması sonucu oluşur.
• Zemin engellemesi: Örnek çözeltisinde bulunan çok atomlu
türlerin ışığı absorplamasının sonucudur.
AAS ile TAYİN EDİLEBİLEN ELEMENTLER
HİDRÜR OLUŞTURARAK ANALİZ
• Periyodik tablonun IVA, VA ve VIA gruplarında bulunan
elementlerin oluşturduğu uçucu hidrürlerden yararlanılarak bu
elementlerin AAS yöntemi ile analizleri yapılabilir. Analizi yapılacak
elementi AsH3, BiH3, SbH3, H2Se, SnH4 gibi gaz halinde hidrürünü
oluşturarak örnek çözeltisinden ayırmak birçok engellemeyi önler.