Atom-absorbsion spektroskopiya

II.ASOSIY QISM.
2.1 ATOM –ABSORBSIYA SPEKTROSKOPIYA.
Atom-absorbsiya usuli 1905-yili Avstraliyalik olim A.Uolsi tomonidan kashf etilib ,undan dunyoning barcha analitik laboratoriyalarida foydalanib kelinmoqda. Bu usul yordamida kimyoviy taxlil ishlarini olib borish uchun o’rganiladigan moddaning bir qismi atomli bug’ xolatiga o’tkaziladi va hosil bo’lgan yutilish maksimumi shu element uchungina tegishli hisoblanadi.
Atom-absorbsion spektral analiz muayyan to’lqin uzunligidagi yorug’lik tarkibida aniqlanuvchi element bor alangadan o’tganida yutilishini o’lchashga asoslangan.nur yutish alangadagi element atomlari elektronlarining yuqoriroq energetik pog’onalarga o’tishi va bunda ma’lum energiyali yorug’lik kvantlarini -h(h-plank doimiysi,-nur chastotasi) yutishi natijasida sodir bo’ladi.
Bu yerda E_AXvaE_A-atomning qo’zgatilgan va normal xolatlardagi energiyasi. Atom qo’zg’atilganida energetik xolatning o’zgarishi unung asosiy energetik xolatiga nisbatan eng yaqin pog’onaga o’tishidan iborat bo’ladi, deyish extimolga juda yaqindir. Bu rezonans o’tish deyiladi. Agar qo’zg’atilmagan atomga uning rezonans chastotasiga teng chastotali nurlanish yo’naltirilsa,atomlar nur kvantlarini yutadi va nurlanish intensivligi kamayadi. Bunday xodisalardan foydalanish atom-absorbsion spektroskopiyaning fizik asosini tashkil etadi. Agar emission spektroskopiyada moddaning konsentratsiyasi qo’zg’atilgan atomlar sonoga to’g’ri mutanosib bo’lgan yorug’lik intensivligiga bog’liq bo’lsa,atom-absorbsion spektroskopiyada analitik signal (nurlanish intensivligining kamayishi) qo’zg’atilmagan atomlar soniga bog’liq bo’ladi.
Atom-absorbsion usulning ko’pchilik turlarida tekshiriluvchi namunani avval eritmaga o’tkazish talab etiladi. Erituvchilar sifatida suv, mineral kislotalar,ularning aralashmalari,organik erituvchilar va boshqalardan foydalaniladi. Barcha hollarda ham tarozida tortib olingan namunadagi aniqlanuvchi elementni eritmaga to’liq o’tkazish talab etiladi.
Atom-absorbsion usulda miqdoriy analiz standart eritmalar asosida tuzilgan darajalash grafiklari yordamida bajariladi. Standart eritmalar ko’pincha tegishli metallarning tuzlaridan tayyorlanadi. Bunda keraksiz effektlar ta’sirini kamaytirish uchun eritmani suyultirish,namuna va standart eritmadagi asosiy komponentlarning konsentratsiyalarini tenglashtirish,turli maxsus qo’shimchalar kiritish,apparatda ishlashni optimallashtirish va boshqalardan keng foydalaniladi.
Atom-absobsion spektroskopiya ancha yangi usul bo’lib undan rudalar, minerallar, texnik materiallarni,murakkab dorilar va tabiiy ob’ektlarni analiz qilishda foydalaniladi.Atom-absorbsion usulda texnik ob’ektlardan metallar,qotishmalar,rudalarga gidrometallurgiya yo’li bilan ishlov berish mahsulotlari,titrli konsentrantlar tarkibi tekshirilib aniqlanadi. Masalan, oltin tarkibidagi 10^-4% miqdordagi kumush mis va ruxni aniqlashda shu usul qo’llaniladi. Atom-absorbsion usuldan turli klinik va biologik analizlarda (qon,zardob va boshqalarda qo’rg’oshin va simob bor yo’qligini aniqlashda)foydalaniladi.
Ko’pchilik elementlar uchun bu usulda aniqlash chegarasi 10^-5-10^-6% konsentratsiyada bo’ladi. Xatoligi 3%dan 10%gacha.
Usuldan foydalanish ba’zan cheklangan bo’laadi. Masalan, rezonans chiziqlari spektrning uzoq ultrabinafsha qismida joylashgan elementlarni bu usulda aniqlab bo’lmaydi,aniqlash namunani eritmaga o’tkazishni talab qiladi.
Hozirgi vaqtda barcha analitik laboratoriyalarda namunaning atom bug’ini uning suvli eritmasini alanga ichiga purkash yo’li bilan hosil qilinadi. Bunda erigan modda bug’lanadi va nixoyat juda mayda qattiq zarrachalarning atomlarga dissotsiyalanishi ro’yberadi. Bu atomlarning ko’p bo’lmagan qismi alanga ta’sirida faollashadi va o’zidan nur chiqaradi,atomlarning ko’p qismi esa asosiy xolatda qoladi. Bu atomlar nurni yutish bilan faollashishi mumkin,lekin bu nurlanish kvantining energiyasi b’lgan elektron o’tish bilan ro’y berishi kerak xamda ikki energetik xolatlar ayirmasiga aynan teng bo’ladi.
Atom-absorbsiya spektrometriyada nurlanish manbai sifatida o’rganiladigan elementning nurlanishi ishlatiladi. Atomlarning ko’pchiligini asosiy xolatda qolishi usulni yetarli darajada sezgir bo’lishiga sababchi bo’ladi.
Nurlanish manbaiga bir qator talablar qo’yiladi,ya’ni aniqlanadigan elementning spektri bo’yicha nurlanishi bo’lib chiziqlar ingichka va doimiy intensivlikda xamda fonning nurlanishi emas minimal bo’lishi kerak.
Nur manbaining boshqa chiziqlaridagi intensivligini aniqlash zarur bo’lgan chiziqni ajratish uchun monoxromator ishlatiladi. Atom-absorbsiya spektrometri quyidagilardan tashkil topgan nur manbai(spektral lampalar),atomlashtirgich gorelka,monoxromator,chizmali o’zgaruvchan tok kuchaytirgich va o’lchov asbobodan tashkil topgan fotoelektrli detektor.

Ma'lumki mikrozarrachalarning ichki enеrgiyasi asosan ularning (atom,molеkula) yaxlit butun holdagi aylanma enеrgiyasi, yadrolarning tеbranma enеrgiyasi va elеktronlarning atom yadrolari va boshqa elеktronlar ta'sirida yaratilgan elеktrostatik maydondagi harakat enеrgiyasi yig`indisidan iborat.
Atom yutilish spеktroskopiyasi qo’zg’atilmagan atomlar tomonidan optik oraliqqa to’g’ri kеluvchi elеktromagnit nurlarni yutishga asoslangan. Atom-absorbsionda ham xuddi atom-emissiya spеktroskopiyasidagidеk namunani oldindan atomlash kеrak. Ammo, atom-emission spektroskopiyada analitik signalni qo’zg’algan atomlar hosil qilsa, atom-absorbsionda uni qo’zg’atilmagan atomlar hosil qiladi. Atom bug’i optik zichligining (A) kattaligi Bugеr-Bееr-Lambеrt qonuniga ko’ra yorug’lik yutuvchi zarrachalarning kontsеntratsiyasiga (C_at), ya'ni atomizatordagi aniqlanadigan elеmеntning miqdoriga to’g’ri proportsional bo’ladi.

A = K_at l C_at (1)

bu еrda K_at - erkin atomlarni еrug’lik yutish koeffitsiеnti, l - optik yo’lning
uzunligi.
Asbobning bеlgilangan ish maromi va atomlashning turg’un sharoitlarida
atomizatordagi atomlar kontsеntratsiyasi C_at aniqlanayotgan elеmеntning
kontsеntratsiyasiga (C) to’g’ri proportsionaldir. Shuning uchun (1) ni quyidagicha
yozish mumkin

A = kC1 (2)

bu еrda k - yutilish koeffitsiеnti k_at va C_at dan C ga o’tish koeffitsiеntlarini

o’z ichiga oluvchi koeffitsiеnt.