Атомдық-абсорбциялық спектроскопия (ААС). Теориялық негіздері

Атомдық-абсорбциялық талдау еркін (қоздырылмаған) атомдар- дың жарықты жұта сәлеленуіне негізделген – элементтерді анықтаудың аналитикалық әдісі. Атомды қоздырғанда оның энергетикалық күйінің ықтималды өзгеруі – негізгі энергетикалық күйге ең жақын деңгейге ауысуы, басқаша сөзбен айтқанда резонанстық ауысу деп аталады. Егер еркін атомға жиілігі резонанстық ауысу жиілігіне тең сәуле түсірсе, жарық кванттары атомдармен жұтылып, сәулелену қарқыны бәсеңдейді. Осы құбылыс атомдық-абсорбциялық спектроскопияның негізін қалайды. Егер эмиссиялық спектроскопияда сәулелену қарқыны қоздырылған атомдар санына тура пропорционал және зат концентрациясына байланысты болып келсе, ал атомдық-абсорбциялық спектроскопияда, керісінше, аналитикалық белгі (сәулелену қарқыны- ның азаюы) еркін (қоздырылмаған) атомдар санына тәуелді.

Атомдық-абсорбциялық талдау (ААТ) құрылғыларының негізгі түйіндері

Атомдық-абсорбциялық спектроскопия құрылғысының сұлбасына мыналар жатады 1-сәуле көзі; 2-жалын; 3-монохроматтаушы; 4-жарық қабылдағыш;5-талданатын ерітінді.Жарық көзі болып келетіні ішінде анықталатын элементті бар қуыс катодты лампа. Жарық жанарғының жалыны арқылы өтіп, монохроматтаушы көмегімен спектрге ыдырайды. Монохроматтаушы қажетті аналитикалық сызық бөледі, оның жарығының қарқындылығын фотоспектрлік қабылдағыш тіркеп тұрады. Жалында жұту атомдары жоқ болса, тіркеуші аспап көрсетуі максимал болуы керек. Бүріккіш көмегімен зерттелуші ерітінді аэрозоль күйіне ауысады да, жалынға өтеді. Жоғары температура әсерімен еріткіш ұшып кетеді де, ерітіндідегі тұздар жұту қабілеті пайда болатын атомдарға ыдырайды. Анықталып отырған элементтің ерітіндегі мөлшері жоғарылаған сайын жалында жұтушы атомдар саны артады.

ААТ тәсілінің сипаттамасы және практикада қолданылуы

Атомдық-абсорбциялық спектроскопия әдістерін элементтердің аз ғана мөлшерлерін анықтау үшін пайдаланады. Бұл әдістерді шамамен 70 элемент үшін қолдануға болады. Мысалы алтынның құрамындағы күмістің, қорғасынның, мыстың, мырыштың мөлшері 10^–4 % болғанның өзінде анықтауға болады. Тура осындай мөлшерде топырақтағы, тыңайтқыштағы, өсімдіктердегі мырышты, темірді, магнийді, мысты анықтауға болады. Атомдық-абсорбциялық спектроскопия клиникалық және биологиялық талдауда (қан) қорғасын, сынап, висмут т.б. элементтерді анықтайды.

Бұл әдістің артықшылығы – аналитикалық белгінің қозбаған атомдар санына тәуелділігі. Ал ол сан температура ауытқығанда өзгере қоймайды. Және де спектрдегі сызықтар саны аз болғандықтан, олардың қабысуы да аз.

Әдістің кемшілігі – резонанстық сызықтары алыс ультракүлгін аумағында жатқан элементтерді: көміртегіні, фосфорды анықтай алмайтындығы. Тағы бұл әдіспен бірнеше элементті қатарынан анықтауға болмайды. Жоғары сезімталдығы мен таңдағыштығының арқасында бұл әдіс заттың өте аз мөлшерлерімен жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Белсенділік түсінігі

Ерітіндідегі заттар иондарға ыдырайтыны белгілі. Сол иондар мен ыдырамаған молекулалар ерітіндіде бір - бірімен әрекеттесіп, нәтижесін- де олардың концентрациясы мәніндегіден аз сияқты болып көрінеді. Осы жағдайдан барып Г.Льюис белсенділік түсінігін енгізді: Б = γ c, бұл жерде Б–белсенділік, с-концентрация, γ-белсенділік коэффициенті.Белсенділіктің өлшем бірлігі концентрациянікіндей. Анықтамадан көрініп тұрғандай С→ 0, γ → 1.

Бугер-Ламберт-Бер заңы

Атом, ион немесе молекула, жарық квантын жұта отырып, жоғары- рақ энергетикалық деңгейге ауысады. Сәулелену зат қабатынан өткенде жұтылу себебінен, оның қарқындылығы кемиді. Және ол кему зат концентрациясының артуына байланысты. Жарық жұтатын зат қабаты арқылы өткенде жарық қарқындылығының кемуін зат концентрациясымен және қабат қалыңдығымен байланыстыратын заң – ол Бугер- Ламберт-Бер (БЛБ) заңы.

Газдық, сұйықтық және газ- сұйықтық хроматография

Хроматографиялық әдістер газдық және газ-сұйықтық, сұйықтық, ион алмасу, үлестірілмелік, жұқа қабаттық және басқа да түрлі хроматография әдістерінен құралады