3. Маъруза: Атом-абсорбцион спектроскопия. Атом ютилиш спектроскопияси

Электротермик атомизаторлар. АЮС да электротермик усул билан атомлаш Б. В. Львов (1950 – 60 йилларда) томонидан ишлаб чиқилган бўлиб кейинчалик бир неча марта такомиллаштирилган. Ҳозирги вақтда энг кўп тарқалган атомизаторлар, катта электр токи билан қиздириладиган графит трубкадан иборат (узунлиги бир неча сантиметр, ички диаметри 1 см гача) (3.2 - расм). Трубканинг юқори қисмида намунани киритиш учун унча катта бўлмаган тирқиш бор. Суюқ намуналар микрошипритц орқали киритилади, қаттиқ намуналарни анализ қилиш учун ҳам имконият бор. Графитни тез ёниб кул бўлишини олдини олиш учун атомизатор инерт газ муҳитига (жуда тоза аргон) жойлаштирилади.

1-ёруғлик манбаи; 2-намуни киритиш учун тирқиш; 3-электр токи келадиган симни улаш жойи

Моддани электротермик усулда атомлаш алангага қараганда кўпгина устунликларга эга. Улардан энг асосийси, атомлаш маҳсулдорлигининг кўпайиши ҳисобига аниқлаш сезгирлигининг бисёр ошишидир. Бу, биринчидан, намунани атомизаторда узоқ вақт туриши билан ва иккинчидан, атомизатор материалининг яъни, графитнинг кўпгина элементларнинг барқарор оксидларининг диссоциациясини осонлаштирувчи қайтарувчилик хоссасига эга эканлиги билан боғлиқ. Бундан ташқари, анализ учун зарур бўлган намунанинг ҳажми кескин камаяди (аланга атомизатори учун бир неча миллилитр, электротермик атомизатор учун эритманинг бир томчиси, 5 - 50 микролитр). Бунга қўшимча бир қатор металмасларнинг (фосфор, мишьяк) интенсив чизиқлари жойлашган, спектрнинг вакуум ультрабинафша (185 нм дан кам бўлган) соҳасида ўлчашлар олиб бориш имконияти пайдо бўлади. Спектрнинг бу қисмига тўғри келувчи нурлар, атмосферадаги кислород томонидан кўп миқдорда ютилгани сабабли, аланга ёрдамида атомлаганда бундай ўлчашларни ўтказиш имконияти йўқ. Ниҳоят, электротермик атомизаторда ток кучини ўзгартириш ёрдамида атомизаторнинг температурасини 20 – 2700 ⁰С оралиғида узлуксиз ўзгартириб туриш мумкин.

ЁРИТИШ МАНБАЛАРИ

АЮС нинг АЭС га нисбатан энг катта фарқи унда ташқи нурланиш манбаининг борлигидир. Бундай манбаларга қўйиладиган асосий талаб нурланишнинг юқори даражада монохроматик бўлиши (атом ютилиш чизиғининг кенглиги 10^-3 – 10^-2 нм). Ҳозирги вақтда АЮС да нурланиш манбалари сифатида ғовак (бўш) катодли лампалар ва электродсиз разряд лампалари ишлатилади. Улар чизиқли спектр манбалари ҳисобланади.

Ғовак катодли лампа (3.3 - расм), ичида катод ва анод электродлари бўлган паст босимли инерт газ билан тўлдирилган шиша ёки кварц баллондан иборат бўлади. Буфер гази сифатида босими 1-5 мм симоб устунига тенг бўлган Ar ёки Ne газлари ишлатилади. Ички диаметри 2-5 мм бўлган стакан шаклидаги катод, жуда тоза металлдан тайёрланади. Электродларга кучланиш берилганда улар орасида биқсима (тлеющий) разряд пайдо бўлади ва бунинг натижасида инерт газнинг мусбат ионлари ҳосил бўлади. Бу ионлар катодни бомбардимон қилиб ундан металл атомларини уриб чиқаради. У ерда бу атомлар қўзғалган ҳолатга ўтказилади ва ўзидан тегишли элементнинг эркин атомлари учун характерли бўлган электромагнит нурларни чиқара бошлайди. Шундай қилиб, ғовак катодли лампа нурланишининг спектри, катод ясалган материал атомининг спектридан иборат бўлади (бундан ташқари, спектрда лампа тўлдирилган газнинг қўзғалган ионлари чиқараётган нурларга тегишли чизиқлар ҳам бўлади). Бу спектрдан дифракцион панжарали оддий монохроматор ёрдамида битта чизиқни ажратиб (одатда, энг интенсивини) уни, АЮС орқали тегишли элементни аниқлашда ишлатиш мумкин.
Электродсиз разряд лампалари ғовак катодли лампаларга ўхшаш, уларнинг фарқи, тузилишидадир (конструкциясидадир). Электродсиз лампаларда озгина тоза модда (ёки унинг учувчи осон диссоцияланувчи бирикмаси) бўлади. Бу модда атомлардан иборат буғ ҳолатига ўтказилади ва микротўлқин майдонининг таъсири остида қўзғатилади. Электродсиз разряд лампалари асосан металлмасларни (As, Se, Te, P) ва учувчи металларни (Hg, Rb, Cs) аниқлаш учун тайёрланади.

3.3 - расм. Ғовак катодли лампа

Разряд лампаларининг жиддий камчилиги шундан иборатки, ҳар бир лампа фақат битта элементни аниқлаш учунгина ярайди. Катоди бир нечта элементларнинг аралашмасидан (қотишмасидан) тайёрланган кўп элементли лампалар ҳам бор, лекин, уларни ишлатишга оид характеристикалари бир элементли лампаларникига қараганда паст. Шунинг учун, АЮС учун, частотасини ўзгартириш мумкин бўлган нурланиш манбаларини яратиш йўлида фаол уринишлар бўлаяпти. Бундай манбаларга мисол сифатида, ксенонли кучли лампаларни кўрсатиш мумкин. Узлуксиз спектрга эга бўлган бундай лампалар, ажратиб кўрсата олиш қобилияти катта бўлган монохроматорлар билан биргаликда, интенсив монохроматик нурларни ҳосил қилади. Шунингдек, бўёқ моддали, частотаси ўзгартириладиган лазерлар. Лазер нурларининг юксак монохроматлиги сабабли ҳатто, элементларнинг изотопларини ҳам аниқлаш мумкин. Шунга қарамасдан, АЮС да ғовак катодли ва электродсиз разряд лампалари энг кўп ишлатилади.