وبلاگ

فصل سوم
مواد و روش‌ها
بخش اول
اصول و مبانی کار
۳-۱-۱٫ تاریخچه و مقایسه روش‌ها
مطالعات تجربی در زمینه‌ی طیف‌بینی برای اولین بار در سال ۱۷۴۰ توسط نیوتن انجام شد. او تفکیک نور سفید به هنگام عبور از یک منشور به رنگ‌های مختلف را کشف نمود. در اواسط قرن نوزدهم نمک‌های فلزی بوسیله‌ی رنگ آن‌ها در شعله شناسایی شدند. اولین شبکه پراش در سال ۱۷۸۶ بوسیله ریتن‌هاوس ارائه شد.

در سال۱۸۰۲ ولاستون خطوط تاریکی را در طیف نشری خورشید کشف نمود. این خطوط بعداً توسط فران هوفر بطور گسترده‌ای مورد مطالعه قرار گرفتند. وی در حدود ۶۰۰ خط را در طیف خورشید مشاهده کرد و خطوط با بیشترین شدت را به ترتیب از A تا H نام‌گذاری نمود. در سال ۱۸۲۰ بروستر بیان نمود که این خطوط از فرآیندهای جذبی در جو خورشید ناشی می‌شوند. چند محقق دیگر مشاهدات مشابهی را در طیف‌های ستارگان، شعله‌ها و جرقه‌ها ملاحظه کردند. در سال ۱۸۳۴ ویت استون دریافت که طیف‌های تولید شده بوسیله یک جرقه به جنس الکترودهای بکار رفته بستگی دارند. آنگستروم به نوبه خود مشاهده کرد که طیف‌های جرقه به نوع گاز موجود در اطراف الکترودها نیز بستگی دارند. اکتشاف چراغ بنسن در سال ۱۸۵۶ بررسی طیف‌های شعله را بسیار ساده‌تر ساخت.
کیرشف وبنسن در سال ۱۸۵۹ یک طیف بین شعله‌ای ساختند. این دستگاه جدید بررسی غلظت‌های کم عناصر را که بوسیله سایر روش‌های موجود در آن زمان ناممکن بود ممکن ساخت آنها همچنین نشان دادند که منشأ خطوط موجود در طیف‌های شعله عناصر هستند نه ترکیبات.
بلافاصله در اخترشناسی و شیمی‌ تجزیه کاربردهایی بری این تکنیک جدید ارائه شد. در پنج سال بعدی چهار عنصر جدید (Rb،Cs،Ti،In) به کمک طیف‌بینی نشری شعله‌ای کشف گردیدند. اولین تجزیه کمی‌مبتنی بر تکنیک نشر اتمی‌ شعله‌ای بوسیله چمپیان پلت و گرنیر در سال ۱۸۷۳ انجام گرفت. آنها مقدار سدیم را با بهره گرفتن از دو شعله اندازه گرفتند. یک شعله با سدیم کلرید اشباع شد و به شعله دیگر محلول نمونه به وسیله یک سیم پلاتینی وارد شد. اندازه‌گیری بر مبنای برابر سازی شدت نور شعله‌ها با تار کردن شعله پر نورتر بوسیله یک گوه شیشه‌ای آبی انجام گرفت.
در شیمی‌ تجزیه ابتدا طیف‌های نشری مورد استفاده قرار گرفتند زیرا آشکارسازی آنها ساده‌تر از آشکارسازی طیف‌های جذبی بود. شعله‌ها، قوس‌ها و جرقه‌ها همگی منابع تابش کلاسیک هستند. لاندگارد برای اولین بار از یک مه‌پاش بادی و شعله استیلن- هوا استفاده کرد.
مفاهیم اساسی اسپکترومتری جذب اتمی‌ برای اولین بار در سال ۱۹۵۵ توسط واش منتشر شد. این سال به عنوان تولد واقعی این تکنیک می‌تواند در نظر گرفته شود. در همان زمان آلکمید و میلاتز یک اسپکترومتر اتمی‌ را که در آن از شعله به عنوان منبع تابش و نیز اتم‌ساز استفاده شده بود طراحی کردند ولی ساخت تجارتی دستگاه‌های جذب اتمی ‌بعد از ده سال شروع شد.
و متعاقب آن پیشرفت اسپکترومتری جذب اتمی ‌بسیار سریع بوده و دستگاه‌های جذب اتمی ‌(AA) به سرعت عمومیت یافتند. ابداع دی نیتروژن اکسیدان و روش‌های اتمیزاسیون الکترومال دامنه کاربرد اسپکترومتری جذب اتمی‌ را به صورت قابل ملاحظه‌ای گسترش داده‌اند. این تکنیک‌ها تعداد عناصر قابل اندازه‌گیری را افزایش داده و حدود تشخیص را کاهش داده‌اند تکنیک کوره‌ی گرافیتی که امروزه مورد استفاده می‌باشد مبتنی بر مطالعات کینگ در آغاز قرن بیستم است.
اسپکترومتری جذب اتمی‌ نشر اتمی ‌پلاسما و فلورسانس اتمی ‌از جمله تکنیک‌های اسپکترومتری اتمی‌ نوری هستند که در سال‌های اخیر به سرعت گسترش پیدا کرده‌اند. اندازه‌گیری جذب نشر و فلورسانس حاصل از اتم‌های آزاد و غیر یونیزه یا یون‌های اتمی‌در فاز گازی اساس این روش‌ها را تشکیل می‌دهد. اسپکترومتری جذب اتمی‌ در طول پیدایش تقریباً چهل ساله‌ی خود به صورت یک تکنیک تجزیه‌ای کامل در آمده است.
دستگاه‌های جذب اتمی‌ نوین هنوز در اساس شبیه دستگاه‌های اولیه جذب اتمی‌ هستند بارزترین پیشرفت در الکترونیک دستگاه‌ها را ساده‌تر نموده‌اند. دستگاه‌های جدید سریع‌تر و امن‌تر هستند و عملکرد آنها از نظر دقت و صحت بهبود یافته است.
قبل از جذب اتمی‌نشر اتمی‌ به عنوان یک روش تجزیه‌ای به کار می‌رفت. شدت تابش نشر شده و تعداد خطوط نشری به درجه حرارت منبع تابش بکار رفته بستگی دارند. شعله قدیمی‌ترین منبع نشری بوده پیچیده نیست و هزینه استفاده از آن کم است. نشر شعله قدیمی‌ترین منبع نشری بوده پیچیده نیست و هزینه‌ی استفاده از آن کم است. نشر شعله مخصوصاً برای اندازه‌گیری فلزات قلیایی و قلیایی خاکی در نمونه‌های کلینیکی بکار می‌رود. قوس‌ها و جرقه‌ها منابع تابش مناسبی برای دستگاه‌های چند کانالی در آزمایشگاه‌هایی هستند که در آن‌ها عناصر متعدد در ماتریکس مشابه به طور مکرر اندازه‌گیری می‌شوند مانند آزمایشگاه‌های متالوژی. اسپکترومتری جرمی‌ پلاسمای القایی (ICP- MS) بدون شک یک تکنیک تجزیه‌ای مهیج در سال‌های اخیر بوده است.
ICP- MS در شاخه‌های متعدد علوم بکار می‌رود. علل شهرت گسترده‌ی آن خصوصیات مطلوب تجزیه‌ای متعدد حد تشخیص‌های فوق‌العاده خوب، سادگی طیفی، امکان تجزیه هم زمان چند عنصری و اندازه‌گیری نسبت ایزوتپ‌ها است. اما حتی این تکنیک هم عاری از مزاحمت‌ها نیست. مخصوصاً مزاحمت‌های طیفی (چند اتمی) و غیر طیفی (کاهش یا افزایش) باعث می‌شوند که تجزیه کننده‌ها روش‌های تهیه نمونه و در نهایت ماتریکس را به دقت مورد نظر قرار می‌دهند. بسیاری از مقالات تحقیقاتی بنیادی منتشر شده در رابطه با اثرات مزاحمت کاهنده و طیفی هستند.
فلورسانس اتمی‌ دارای خصوصیات برجسته‌ی زیادی برای تجزیه عنصری در حد آثار است (سادگی طیفی محدوده‌ی خطی وسیع و تجزیه هم زمان چند عنصری).
اما مشکلات عمده‌ی تجربی این تکنیک مربوط به منبع نورانی است. در بین منابع تابش مختلف لیزرها شرایط لازم برای AFS را فراهم می‌آورند. فلورسانس اتمی‌ شهرتی نظیر شهرت نشر اتمی ‌پلاسما یا اسپکترومتری جرمی ‌پلاسما را پیدا نکرده است. کاربردهای تجزیه‌ای AFS با کمبود دستگاه‌های تجارتی مواجه هستند. تنها اسپکترومتر تجاری فلورسانس اتمی، سیستم AFS Baird plasma است که شامل لامپ‌های کاتد حفره‌ای برای تحریک و یک ICP به عنوان سل اتمساز است. (۲۵)
بر طبق آخرین دستورالعمل WHO در تعیین میزان غلظت سرب و کادمیوم موجود در نمونه‌های ریشه و برگ گیاه اسطوخودوس و نمونه‌های خاک گلدان‌ها از روش هضم مرطوب برای آماده‌سازی نمونه‌ها و خواندن غلظت نمونه‌ها با بهره گرفتن از دستگاه جذب اتمی ‌انجام گرفت. (۵۸)
شکل ۳-۱-۱٫ دستگاه جذب اتمی
۳-۱-۲٫ مواد مورد نیاز
مواد مورد نیاز در تحقیق حاضر درجدول (۳-۱-۱) با ذکر شرکت تولید کننده آنها شرح داده شده است.
جدول ۳-۱-۱٫ مواد مورد نیاز