الرئيسية » الموسوعة الكيميائية » القياس الضوئي للهب Flame Photometry

القياس الضوئي للهب Flame Photometry

يعتقد أن التحليل الطيفي الذري هو أقدم وسيلة فعالة لتحديد العناصر، وقد تم تقديم هذه التقنيات في منتصف القرن التاسع عشر والتي أظهر خلالها بونسن وكيرشوف أن الإشعاع المنبعث من اللهب يعتمد على العنصر المميز الموجود في اللهب. و عليه تم تأسيس الأطر العلمية التي أدت إلى القيام بالتحليل الطيفي الذري بقسميه التحليل النوعي والكمي. و أدت التطورات في مجال الأجهزة إلى تطبيق واسع النطاق من التحليل الطيفي الذري. و يعتبر التحليل الطيفي الذري أداة لا مفر منها في مجال الكيمياء التحليلية وهي مقسمة إلى ثلاثة أنواع وهي طيف الامتصاص والانبعاث والتلألؤ. أما الفروع المختلفة من التحليل طيف الامتصاص الذري هي:
(1) قياس الطيف الضوئي للهب أو مطياف الانبعاث الذري للهب و الذي فيه يتم فحص الدقائق على شكل ذرات
(2) قياس الضوء الطيفي الإمتصاصي الذري (AAS) ,
(3) مطياف الانبعاث الذري المستحث بالبلازما المقترن (ICP-AES).

فالقياس الضوئي للهب الكهروضوئي هو فرع من التحليل الطيفي الذري و يستخدم للتحليل الكيميائي غير العضوي لتحديد تركيز أيونات معدنية معينة مثل الصوديوم ، البوتاسيوم ، الليثيوم ، الكالسيوم ، السيزيوم ، وما إلى ذلك و في هذا النوع من القياسات تكون الدقائق (الايونات الفلزية) المستخدمة في الطيف على شكل ذرات.
و أساس العمل للمقياس الضوئي للهب هو أنه يتم فصل الفلزات القلوية أي العناصر في المجموعة الأولى و الفلزات القلوية الترابية الأرضية القلوية (عناصر المجموعة الثانية) بسبب الطاقة الحرارية التي يوفرها مصدر اللهب. و بسبب هذا الإثارة الحرارية ، تثار بعض الذرات إلى مستوى طاقة أعلى حيث تكون غير مستقرة و بالتالي يمكن قياس امتصاص الضوء الناتج عن إثارة الإلكترونات باستخدام تقنيات الامتصاص المباشر. و فقدان الطاقة لاحقا من قبل الذرة المثارة سوف يؤدي إلى عودة الذرة إلى حالة الاستقرار مع انبعاث بعض الإشعاعات ، والتي يمكن تخيلها في المنطقة المرئية من الطيف. و عليه يمكن قياس امتصاص الضوء الناتج عن إثارة الإلكترونات باستخدام تقنيات الامتصاص المباشر بينما يتم قياس شدة الإشعاع المنبعثة باستخدام تقنيات الانبعاثات. فلكل عنصر منبعث طول موجي خاص به . و عادة ما يكون  مصدر الإثاره هنا هو لهب الهيدروجين او الأسيتيلين و هذه الطريقة حساسة جدا و سريعة و دقيقة و تسمح بتعيين العناصر في الاملاح و المخاليط و المحاليل و العينات البيولوجية و المعادن .

و يتكون مقياس ضوء اللهب من المكونات التالية:
1. مصدر اللهب:
الموقد الذي يوفر اللهب ويمكن استخدامه في شكل ثابت وفي درجة حرارة ثابتة.
2. البخاخات و غرفة الخلط : تساعد على نقل المحلول المتجانس للمادة إلى اللهب بمعدل ثابت.
3. النظام البصري (المرشح البصري):يتكون النظام البصري من ثلاثة أجزاء: المرآة المحدبة ، العدسة والمرشح. تساعد المرآة المحدبة على نقل الضوء المنبعث من الذرات وتركيز الانبعاثات على العدسة. و تساعد العدسة المحدبة على تركيز الضوء على نقطة تسمى الشق. و تمر الانعكاسات من المرآة عبر الفتحة وتصل إلى المرشحات حيث تعمل على عزل الطول الموجي المراد قياسه عن أي انبعاثات خارجية أخرى. ومن هنا تعمل كمرشحات لونية من نوع التداخل.
4. الكاشف : يعمل على الكشف عن الضوء المنبعث وقياس شدة الإشعاع المنبعث من اللهب. بمعنى ، يتم تحويل الإشعاع المنبعث إلى إشارة كهربائية بمساعدة الكاشف. فالإشارات الكهربائية المنتجة تتناسب طرديا مع شدة الضوء.

 

لمحة موجزة عن طريقة عمل مقياس ضوء اللهب :
1. يتم تبخير المذيب أولاً مخلفا من ورائه الجزيئات الصلبة الدقيقة جدا.
2. تتحرك هذه الجزيئات الصلبة نحو اللهب ، حيث يتم إنتاج الذرات والأيونات الغازية.
3. تمتص الأيونات الطاقة من اللهب و تثار لمستويات الطاقة العليا.
4. عندما تعود الذرات إلى الحالة المستقرة يتم إصدار إشعاع العنصرالمميز.
5. شدة الضوء المنبعث مرتبطة بتركيز العنصر.

التطبيقات:
لمقياس ضوء اللهب تطبيقات كمية ونوعية.قمقياس ضوء اللهب أحادي اللون يشع إشعاعات ذات أطوال موجية مميزة تساعد على الكشف عن وجود معدن معين في العينة. و هذا يساعد على تحديد مدى توافر الفلزات القلوية والقلوية الترابية التي تعتبر حيوية لزراعة التربة على سبيل المثال. و في المجال الطبي ، يمكن تحديد أيونات +Na و +K في سوائل الجسم والعضلات والقلب عن طريق تخفيف مصل الدم و نشره في اللهب. كما يمكن أيضًا تحليل تحليل المشروبات الغازية وعصائر الفاكهة باستخدام القياس الضوئي للهب.

مزايا مقياس ضوء اللهب :
اختبار تحليلي بسيط مبني على تحليل اللهب.
رخيص الثمن.
يتم القيام بتعيين العناصر مثل الفلزات القلوية والقلوية الترابية بسهولة باستخدام الطرق الأكثر موثوقية وملاءمة.
سريعة ومناسبة ومنتقاة وحساسة جدا

السلبيات:
لا يمكن قياس تركيز أيون الفلزفي المحلول بدقة .
مطلوب محلول قياسي مع مولاؤية معروفة بدقة لتحديد تركيز أيونات والتي سوف تتوافق مع أطياف الانبعاث.
من الصعب الحصول على نتائج دقيقة للأيونات ذات التركيز العالي.
لا يمكن تحديد المعلومات حول التركيب الجزيئي للمركب الموجود في محلول العينة.
لا يمكن اكتشاف عناصر مثل الكربون والهيدروجين والهاليدات نظرًا لطبيعتها غير المشعة.

 

 

 

مقالات قد تفيدك :

عن Akram Amir El Ali

استاذ الكيمياء التحليلية ومصمم غرافيك

شاهد أيضاً

قاموس المصطلحات الكهربائية

قاموس المصطلحات الكهربائية Accumulator 🙁 Storage battery) Electrochemical storage بطارية خزن : مركم مجموعة من …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.