Atom-emission va atom-absorbsion spektrometriya Atom spektroskopik analiz usullari

Atom-emission va atom-absorbsion spektrometriya


Atom spektroskopik analiz usullari

Atom spektroskopiyasi usullari atomlarning valent (2.1a,b,c-rasmlar) yoki ichki elektronlarini (2.1d,e,f,g-rasmlar) bir holatdan boshqa holatga o’tishiga asoslangan. Ba’zi hollarda bunday o’tishlar atom tomonidan bitta yoki bir nechta elektronlarni chiqarish (ionlashtirish) bilan bog’liq. Shuning uchun, atom spektroskopiyasi usullarida atom tomonidan chiqarilayotgan yoki yutilayotgan elektromagnit nurlarni ya’ni fotonlarni, hamda elektron spektrlarini, ya’ni atom tomonidan chiqarilayotgan elektronlarni, ularning energiyasi bo’yicha taqsimlanishini qayd qilish mumkin.

Elektromagnit nurlar to’lqin uzunligining ishlatiladigan oralig’iga va tegishli o’tishlarning tabiatiga qarab atom spektroskopiyasi usullari optik va rentgen spektroskopiyalariga bo’linadi. Optik spektroskopiya usullarida elektromagnit nurlanishning ultrabinafsha (UB) va ko’zga ko’rinuvchi nurlar sohalari ishlatiladi. U valent elektronlar energiyasining o’zgarishiga mos keladi. Erkin atomlar va molekulalar uchun valent elektronlar sathlarining tuzilishi mutlaqo har xil bo’lganligi sababli atomlarning optik spektrlarini olish uchun namunani oldin atomlashtirish, ya’ni uni gaz ko’rinishidagi erkin atom holatiga o’tkazish kerak. Bu ish atomlashtirgichlar, ya’ni har xil tuzilishga ega bo’lgan yuqori temperatura manbalari orqali amalga oshiriladi.

Valent elektronlarning o’tishlari bo’sh elektron orbitallarning ishtirokida amalga oshiriladi. Modda bilan optik oraliqqa to’g’ri keluvchi nurlarning o’zaro ta’siri natijasida odatda, atomlar ionga aylanmaydi. Shuning uchun, optik oraliq uchun faqat elektromagnit nurlanish spektroskopiyasi usullari xarakterlidir. Ularga atom emissiya (chiqarish) (AES), atom-fluoressent (lyuminessensiya) (AFS) va atom– absorbsiya (AAS) (yutilish) spektroskopiya usullari kiradi.

31.1-rasm. Spektroskopiya usullarining asosida yotadigan jarayonlarning

sxemalari: a – atom-emission; b – atom-absorbsion; c – atom-fluoressent; d – rentgen fotoelektron; e – oje-elektron; f – rentgen fluoressent analiz; g – rentgen emission analiz. Elektron energetik sathlar: a–c – valent; d–g –ichki.

Rentgen spektroskopiyasi usullarida ichki elektronlar energiyasining o’zgarishiga mos keluvchi rentgen nurlari ishlatiladi. Atom va molekulalarda ichki elektron sathlarining tuzilishi bir-biriga yaqin. Shuning uchun, rentgen spektroskopiyasida namunani atomlash talab qilinmaydi.

Atomlarda hamma ichki orbitallar to’liq bo’lgani uchun, atomni ionlashtirish natijasida bo’sh joy hosil bo’lsagina ichki elektronlarning

o’tishi bo’lishi mumkin. Bunday ionlashtirish tashqi rentgen nurlarining manbalari ta’siri natijasida yoki yuqori energiyali elektronlar dastasi yordamida amalga oshiriladi. Ionlashtirish natijasida atomdan chiqariladigan elektronga fotoelektron yoki ikkilamchi elektron deyiladi. Atom ichida bo’ladigan o’tishlar natijasida oje-elektron deb ataluvchi yana bir elektron chiqarilishi mumkin. Shunday qilib, rentgen nurlari bilan modda orasidagi o’zaro ta’sir natijasida atomlar albatta ionga aylanadi. Shuning uchun, rentgen nurlari ishlatilganda ham elektromagnit to’lqinlarni, ham elektron spektrlarini qayd qilish mumkin. Elektromagnit nurlanish spektroskopiyasining rentgen usullariga, rentgen nurlarini chiqarish spektrlari (rentgen emission analiz –REA), rentgen-fluoressent (RFA) va rentgen nurlarini yutishga asoslangan tahlil (rentgen absorbsion analiz – RAA) usullari, elektron spektroskopiyasi usullariga esa rentgen

fotoelektron spektroskopiya (RFES) va oje-elektron(OES) spektroskopiyalar kiradi.

Elektromagnit nurlarning modda bilan o’zaro ta’sir jarayonini fizikaviy tabiatiga qarab atom spektroskopiyasi usullari (ham optik ham rentgen usullar) chiqarish va yutilish usullariga bo’linadi.

Optik emissiya usullarida chiqarilayotgan nurlarning spektrini olish uchun atomlarni oldindan qo’zg’algan holatga o’tkazish kerak. Bu maqsadlar uchun qo’zg’atish manbalari deb ataluvchi qurilmalar, yuqori temperaturali manbalar (optik usullar uchun), yuqori energiyali zarrachalar (rentgen usullari uchun) va elektromagnit nurlar xizmat qiladi.

Atomlarni qo’zg’atish, yuqori temperatura ta’sirida bo’ladigan emissiya optik usullariga atom-emissiya spektroskopiya usullari deyiladi. Bu usullarda moddani atomlarga aylantirish va ularni qo’zg’atish uchun bitta qurilma, qo’zg’atish manbai ishlatiladi. Agar, qo’zg’atish manbai sifatida elektromagnit nurlar ishlatilsa bunday usullarga fluoressent usullar deyiladi va ularga atom-fluoressent spektroskopiya va rentgenfluoressent analizlar kiradi.

Absorbsiya usullarida atomlarni qo’zg’atish talab qilinmaydi va shuning uchun, qo’zg’atish manbalari bo’lmaydi.

Atom spektrlarining ajoyib xususiyatlaridan biri ularning chiziqli tuzilishidir. Shu sababga ko’ra, atom spektrlari ko’p ma’lumotga ega bo’ladi. Chiziqning spektrdagi joyi har bir element uchun xususiydir va uning bu xossasini sifat tahlili uchun ishlatish mumkin. Miqdoriy analiz esa spektr chiziq intensivligini namunadagi elementning miqdoriga bog’liqligiga asoslangan. Atom spektr chiziqlarining kengligi juda kichik bo’lganligi uchun turli elementlarga tegishli chiziqlarning bir-birini

N^ N₀.
qoplash (ustma-ust tushish) ehtimoliyati ham nisbatan kichik. Shuning uchun, atom spektroskopiyasi usullarining ko’pchiligini bir vaqtda bir nechta elementni topish va aniqlash uchun ya’ni, ko’p elementli analiz uchun ishlatish mumkin.