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

Atomlashtirgichlar (atomizatorlar)

AYuS da AES dan farqli atomizator namunani faqat atom holatiga o’tkazadi, uni qo’zg’atmaydi. Shuning uchun, AYuS ning ishchi temperatura oralig’i (800–3000 ⁰S) AES nikiga qaraganda ancha past. AYuS da qo’llaniladigan atomlash manbalarining asosiylari alangalar va elektr toki yordamida qizdiriladigan atomlashtirgichlardir.

Alanga. AYuS si uchun qo’llaniladigan alanga atomizatori xuddi AES nikiday gorelkadan iborat. Lekin, tuzilishi tomonidan AES va AYuS larining atomizatorlari bir-biridan farq qiladi. AYuS da odatda har xil tuzilishga ega bo’lgan tirqishli gorelkalar ishlatiladi (3.1-rasm). Bunday gorelkalarning alangasi cho’zilgan, ingichka tirqish shakliga ega bo’ladi. Shunday qilinganda optik yo’l uzaytiriladi, bu esa o’z navbatida (3.2) tenglamaga ko’ra analitik signalning ko’payishini ta’minlaydi.

32.1-rasm. Atom-yutilish spektroskopiyasida ishlatiladigan tirqishli gorelkaning chizmasi

AYuS da tarkibi quyidagicha bo’lgan yonuvchi aralashmalarni qo’llash keng tarqalgan: yoritgich gaz–havo (1500–1800 ⁰S), asetilen– havo (2200–2300 ⁰S), asetilen–azotning chala oksidi (2700–2950 ⁰C). Ish maromining yuqori darajada turg’un bo’lishi, alanga atomizatorining muhim ustunligi hisoblanadi. Namuna atomizatorga eritma ko’rinishida yuqori tezlikda purkalgani uchun, u juda qisqa vaqt yuqori temperaturali

sharoitda bo’ladi. Shuning uchun ham atomlashtirish mahsuldorligi past.

Bu esa uning eng katta kamchiligi hisoblanadi.

Elektrotermik atomizatorlar. AYuS da elektrotermik usul bilan atomlash B. V. Lvov (1950–60 yillarda) tomonidan ishlab chiqilgan bo’lib keyinchalik bir necha marta takomillashtirilgan. Hozirgi vaqtda eng ko’p tarqalgan atomizatorlar, katta elektr toki bilan qizdiriladigan grafit trubkadan iborat (uzunligi bir necha santimetr, ichki diametri 1 sm gacha) (3.2-rasm). Trubkaning yuqori qismida namunani kiritish uchun uncha katta bo’lmagan teshikcha bor. Suyuq namunalar mikroshiprits orqali kiritiladi, qattiq namunalarni analiz qilish uchun ham imkoniyat bor. Grafitni tez yonib kul bo’lishini oldini olish uchun atomizator inert gaz muhitiga (juda toza argon) joylashtiriladi.

32.2-rasm. Elektrotermik atomizator

1 – yorug’lik manbai; 2 – namuni kiritish uchun tirqish; 3 – elektr toki keladigan

simni ulash joyi

Moddani elektrotermik usulda atomlash alangaga qaraganda ko’pgina ustunliklarga ega. Ulardan eng asosiysi, atomlash mahsuldorligining ko’payishi hisobiga aniqlash sezgirligining bisyor oshishidir. Bu, birinchidan, namunani atomizatorda uzoq vaqt turishi bilan va ikkinchidan, atomizator materialining, ya’ni grafitning ko’pgina elementlarning barqaror oksidlarining dissosiasiyasini osonlashtiruvchi qaytaruvchilik xossasiga ega ekanligi bilan bog’liq. Bundan tashqari, analiz uchun zarur bo’lgan namunaning hajmi keskin kamayadi (alanga atomizatori uchun bir necha millilitr, elektrotermik atomizator uchun eritmaning bir tomchisi, 5–50 mikrolitr). Bunga qo’shimcha bir qator metalmaslarning (fosfor, mishyak) intensiv chiziqlari joylashgan, spektrning vakuum ultrabinafsha (185 nm dan kam bo’lgan) sohasida o’lchashlar olib borish imkoniyati paydo bo’ladi. Spektrning bu qismiga to’g’ri keluvchi nurlar, atmosferadagi kislorod tomonidan ko’p miqdorda yutilgani sababli, alanga yordamida atomlaganda bunday o’lchashlarni o’tkazish imkoniyati yo’q. Nihoyat, elektrotermik atomizatorda tok kuchini o’zgartirish yordamida atomizatorning temperaturasini 20–2700 ⁰S oralig’ida uzluksiz o’zgartirib turish mumkin.

Yoritish manbalari

AYuS ning AES ga nisbatan eng katta farqi unda tashqi nurlanish manbaining borligidir. Bunday manbalarga qo’yiladigan asosiy talab nurlanishning yuqori darajada monoxromatik bo’lishi (atom yutilish chizig’ining kengligi 10^-3–10^-2 nm). Hozirgi vaqtda AYuS da nurlanish manbalari sifatida ichi bo’sh katodli lampalar va elektrodsiz razryad lampalari ishlatiladi. Ular chiziqli spektr manbalari hisoblanadi.

Ichi bo’sh katodli lampa (3.3-rasm), ichida katod va anod elektrodlari bo’lgan past bosimli inert gaz bilan to’ldirilgan shisha yoki kvars ballondan iborat bo’ladi. Bufer gazi sifatida bosimi 1–5 mm simob ustuniga teng bo’lgan Ar yoki Ne gazlari ishlatiladi. Ichki diametri 2–5

39. 
    bo’lgan stakan shaklidagi katod, juda toza metalldan tayyorlanadi. Elektrodlarga kuchlanish berilganda ular orasida biqsima (tleyuщiy) razryad paydo bo’ladi va buning natijasida inert gazning musbat ionlari hosil bo’ladi. Bu ionlar katodni bombardimon qilib undan metall atomlarini urib chiqaradi. U yerda bu atomlar qo’zg’algan holatga o’tkaziladi va o’zidan tegishli elementning erkin atomlari uchun xarakterli bo’lgan elektromagnit nurlarni chiqara boshlaydi. Shunday qilib, ichi bo’sh katodli lampa nurlanishining spektri, katod yasalgan material atomining spektridan iborat bo’ladi (bundan tashqari, spektrda lampa to’ldirilgan gazning qo’zg’algan ionlari chiqarayotgan nurlarga tegishli chiziqlar ham bo’ladi). Bu spektrdan difraksion panjarali oddiy monoxromator yordamida bitta chiziqni ajratib (odatda, eng intensivini) uni, AYuS orqali tegishli elementni aniqlashda ishlatish mumkin.
    

Elektrodsiz razryad lampalari ichi bo’sh katodli lampalarga o’xshash, ularning farqi, tuzilishidadir (konstruksiyasida). Elektrodsiz lampalarda ozgina toza modda (yoki uning uchuvchi oson dissosiyalanuvchi birikmasi) bo’ladi. Bu modda atomlardan iborat bug’ holatiga o’tkaziladi va mikroto’lqin maydonining ta’siri ostida qo’zg’atiladi. Elektrodsiz razryad lampalari asosan metallmaslarni (As, Se, Te, P) va uchuvchi metallarni (Hg, Rb, Cs) aniqlash uchun tayyorlanadi.

32.3-rasm. Ichi bo’sh katodli lampa.

Razryad lampalarining jiddiy kamchiligi shundan iboratki, har bir lampa faqat bitta elementni aniqlash uchungina yaraydi. Katodi bir nechta elementlarning aralashmasidan (qotishmasidan) tayyorlangan ko’p elementli lampalar ham bor, lekin, ularni ishlatishga oid xarakteristikalari bir elementli lampalarnikiga qaraganda past. Shuning uchun, AYuS uchun, chastotasini o’zgartirish mumkin bo’lgan nurlanish manbalarini yaratish yo’lida faol urinishlar bo’layapti. Bunday manbalarga misol sifatida, ksenonli kuchli lampalarni ko’rsatish mumkin. Uzluksiz spektrga ega bo’lgan bunday lampalar, ajratib ko’rsata olish qobiliyati katta bo’lgan monoxromatorlar bilan birgalikda, intensiv monoxromatik nurlarni hosil qiladi. Shuningdek, bo’yoq moddali, chastotasi o’zgartiriladigan lazerlar. Lazer nurlarining yuksak monoxromatligi sababli hatto, elementlarning izotoplarini ham aniqlash mumkin. Shunga qaramasdan, AYuS da ichi bo’sh katodli va elektrodsiz razryad lampalari eng ko’p ishlatiladi.