فلیم فتومتر
فلیم فتومتری یا نورسنجی شعله، شاخه ای از طیف سنجی اتمی است که برای تجزیه و تحلیل مواد شیمیایی غیرآلی به منظور تعیین غلظت یون های فلزاتی از قبیل (سدیم، پتاسیم، لیتیوم، کلسیم … Na, K, Li,Ca,) استفاده می شود. اندازه گیری فلزات قلیایی با استفاده از فلیم فتومتری (flame photometer) یا طیف سنجی نشر اتمی شعله، از مهمترین کاربردها در تجزیه و تحلیل شیمیایی روزمره است. برای رفع این نیاز، طیف سنجی شعله با دمای پایین مناسب ترین روش را فراهم خواهد کرد. دستگاه فیلم فتومتر (flame photometer) از لیتیم به عنوان مرجع داخلی دستگاه استفاده می کند تا علاوه بر دستیابی به دقت بیشتر، امکان جبران تغییرات داخلی خود دستگاه نیز وجود داشته باشد.
اساس کار دستگاه فلیم فتومتر
اساس کار دستگاه فلیم فتومتر (فتومتر شعله‌ای) به تفکیک فلزات قلیایی (گروه I) و قلیایی خاکی (گروه II) در اثر حرارت شعله بستگی دارد. برخی از اتم ها با قرار گرفتن در معرض انرژی حرارتی شعله، برانگیخته شده و به سطح بالاتر انرژی جهش می‌یابند. نور جذب شده توسط الکترون های برانگیخته، با استفاده از تکنیک های جذب مستقیم، اندازه گیری میشود. سطوح برانگیخته ناپایدارند بنابراین، اتم‌های برانگیخته با از دست دادن انرژی و نشر تشعشعاتی که در گستره طیف مرئی قابل مشاهده می‌باشند، به حالت پایه منتقل می‌شوند. جذب نور ناشی از برانگیختگی الکترون‌ها با استفاده از تکنیک‌های جذب مستقیم اندازه گیری میشود. در حالیکه شدت تابش نور، با تکنیک انتشار اندازه گیری میشود. طول موج های نور ساطع شده در عناصر مختلف، متفاوت است.
مروری کوتاه بر روند کار:
1- حلال ابتدا تبخیر می شود و ذرات جامد ریز تقسیم شده باقی می ماند.
2- این ذرات جامد به سمت شعله ، جایی که اتم‌ها و یون‌های گازی تولید می شوند، حرکت می کنند.
3- یون ها انرژی شعله را جذب می کنند و تا سطوح بالای انرژی برانگیخته می شوند.
4- هنگامی که اتم ها به حالت پایه برمی گردند ، عنصر مشخصه ساطع می شود.
5- شدت نور ساطع شده به غلظت عنصر مربوط است.
اجزا سازنده دستگاه فلیم‌فتومتر
- منبع حرارتی:
از یک مشعل برای ایجاد شعله استفاده می شود. شعله ایجاد شده در فلیم فتومتر، باید همواره بصورت ثابت حفظ شود. دمای شعله یکی از عوامل موثر در نحوه عملکرد دستگاه می باشد؛ بنابراین دما مقدار ثابتی است.
- nebulizer و محفظه میکسر:
میکسر و نبولایزر، روند انتقال محلول همگن ماده را به بخش شعله با سرعت ثابت تسهیل میکنند.
- سیستم نوری (فیلتر نوری):
سیستم نوری از سه بخش تشکیل شده است: آینه محدب، عدسی ها و فیلتر
آینه محدب، نور ساطع شده از اتم ها را به عدسی ها انتقال داده و منجر به متمرکز شدن نشر نور در عدسی ها میشود. عدسی محدب نور را در نقطه ای بنام شکاف متمرکز می کند. بازتاب های آینه از شکاف عبور کرده و به فیلترها می رسند. فیلترها نیز با جداسازی طول موج، اندازه گیری آنها را در هر نشر فرعی، امکان پذیر میسازد. بنابراین، این شکاف بعنوان یک فیلتر رنگی تداخل عمل می‌کند.
- فتودیتکتور:
فتودیتکتور، نور ساطع شده را شناسایی کرده و شدت تابش آن را اندازه گیری می نماید. اشعه ساطع شده به کمک این ابزار، تبدیل به سیگنال الکتریکی شده و سیگنال های الکتریکی ایجاد شده در این بخش با شدت نور رابطه مستقیم دارد.
از جمله کاربرد های دستگاه فلیم‌فتومتر در صنایع، می توان به موارد زیر اشاره کرد:
