امروز : سه شنبه, 08 فروردين 1396

آماده سازی نمونه برای جذب اتمی (Sample preparation for AAS)

نیاز به هدایت نمونه به شکل محلول، غالبا محلول آبی، به داخل منبع برانگیختگی یک عیب روش­های طیف بینی شعله­ای است. متاسفانه اکثر مواد مورد توجه مانند خاک­ها، بافت­های حیوانی، گیاهان، فرآورده­های نفتی و کانی­ها مستقیما در حلال­های معمولی حل نمی­شوند و برای به دست آوردن یک محلول از آنالیت به شکل آماده برای اتم­سازی به اعمال مقدماتی گسترده­ای نیاز دارند. در حقیقت مراحل تجزیه و حل کردن در مقایسه با خود اندازه­گیری طیف بینی اغلب بسیار وقت­گیرتذند و خطاهای بیشتری به وجود می­آورند.

یکی از مزیت­های اتم­سازی الکتروترمال این است که بعضی از مواد می­توانند مستقیما اتمی شوند و بهدمرحله­ی انحلال نیاز نیست. مثلا نمونه­های مایع مانند خون، فرآورده­های نفتی و حلال­های آلی را می­توان مستقیما به داخل کوره برای خاکسترسازی و اتم­سازی پی­پت کرد.

روش­های رایج آماده­سازی نمونه جهت آنالیز فلزات سنگین با AAS به دو دسته کلی تقسیم می­شود:

1- هضم

2- ذوب

هضم (Digestion)

روش هضم به دو صورت انجام می­شود:

1- روش Wet : هضم اسیدی  (Acid Digestion)

  2- روش Dry : خاکسترگیری (Dry Ashing)

هضم اسیدی (Acid Digestion)

در فرآیند هضم ماتریس نمونه توسط یک اسید قوی و یا مخلوط آنها انجام می­شود. در مورد ماتریس های که سخت اکسید می­شوند یا در مورد ماتریس­های آلی برای تخریب کامل ماتریس نمونه، ممکن است از یک اکسید کننده نیز استفاده شود. از مهمترین اسیدها و اکسیدکننده های که برای هضم استفاده می­شوند عبارتنداز:

HNO3, HCl, HF, H2SO4, HClO4, H2O2, H3PO4, K2S2O8

در این میان، معمولا از اسید نیتریک و مخلوط اسید نیتریک و اسید کلریدریک که معروف به تیزاب سلطانی می­باشد بیشتر استفاده می­شود. از H2O2 نیز بعنوان اکسیدکننده برای افزایش اکسیدکنندگی استفاده می­شود.

تیزاب سطانی (Royal water or King's water or Aqua regia)

این محلول از تازه ‌مخلوط نیتریک اسید غلیظ و هیدروکلریک اسید غلیظ که معمولاً به نسبت حجمی یک به سه می‌باشند، به دست می‌آید.

 Aqua regia is a corrosive, fuming yellow solution that is a 1:3 mixture of concentrated nitric and hydrochloric acids. It is commonly used to remove noble metals such as gold, platinum and palladium from substrates, particularly in microfabrications and microelectronics labs. It may also be used to wash glassware in order to remove trace amounts of organic compounds. Its fumes and yellow color are caused by reaction of nitric acid, HNO3, with hydrogen chloride, HCl, to form nitrosyl chloride (NOCl), chlorine (Cl2), and water; both chlorine and nitrosyl chloride are yellow-colored and volatile.

 

انواع روش­های هضم اسیدی:

1- روش­های هضم باز (Open Vessel) (Open Digestion at the Reflux)

2- روش­های هضم بسته (Close Vessel)

a) Pressure digestion in steel tanks                         b) Pressure digestion by microwave

روش هضم باز (Open Vessel)

هضم باز، ساده­ترین روش مرطوب (wet) است که در یک ظرف در باز انجام می­شود. در اینجا، نمونه پس از توزین، در یک بشر قرار داده می­شود، محلول هضم به آن افزوده می­شود . نشر با یک شیشه ساعت پوشانده می­شود، بعد روی هات پلیت حرارت داده می­شود، که مدت حرارت دهی و برنامه حرارت دهی بستگی به نوع نمونه دارد. بعداز حرارت دادن نمونه از روی هات پلیت برداشته و بعداز خنک شدن، نمونه را به بالن حجمی انتقال داده و بشر و شیشه ساعت را با آب مقطر به خوبی شستشو می­دهیم و به بالن انتقال می­دهیم و بالن را به حجم می­رسانیم. در ضمن در صورتی که محلول هضم شده نیاز به صاف کردن داشته باشد آن را با کاغذ صافی، صاف می­کنیم و در اینجا کاغذ صافی نیز باید به دقت شسته شود تا آنالیت جذب شده روی آن به محلول برگردد. در ضمن در صورتی که از HF استفاده شود باید بشرهای تفلونی به کار برد.

روش هضم بسته (Close Vessel)

در اینجا، هضم اسیدی نمونه در یک ظرف کاملا بسته صورت می­گیرد. ظروف مورد استفاده در این روش، باید قابلیت تحمل حرارت و فشار زیاد را داشته و در برابر خاصیت خورندگی اسیدهای داغ مقاوم باشند. معمولا از ظروف در دار PTFE، PTFE-TFM ، PFA و Quartz (Silica) glass استفاده می­شود.
  نمونه رایج دستگاهی روش هضم بسته دستگاه هضم ماکروویو (Microwave Digestion) است.

Choice of reagents:

       Inorganic matrices
       →  usually mixtures with HNO3 , HCl, (also aqua regia), HF and possibly H2SO4
       →  pure metals: HCl, aqua regia, HCl/HF
       →  Oxides: H2SO4/HCl, H3PO4/HCl,  mixtures containing HF

Organic matrices →  usually oxidising substances or mixtures → HNO3, H2O, K­­2S2O8 and possibly H2SO4          

 

ذوب قلیایی (Alkaline Fusion)

در تجزیه شیمیایی عملی سیلیکات­ها ، مواد مختلفی وجود دارد که با پودر کانی­های سیلیکاتی مخلوط نموده و باهم ذوب
می­نمایند . این مواد عبارتند از: کربنات سدیم (سود خشک)، کربنات پتاسیم خشک، مخلوطی از سود و پتاس خشک، براکس و اسید بوریک می­باشند. درمیان این­ها، روش کربنات سدیم از همه متداولتر است.

ظرفی که برای ذوب قلیایی با روش کربنات سدیم بکار می­رود حتما باید از جنس پلاتین(بوته پلاتین) باشد، زیرا با توجه به خاصیت پلاتین، سود و اسیدکلریدریک برآن کاملا بی­اثر است.

 

ابتدا یک گرم کربنات سدیم در داخل بوته ریخته، سپس یک گرم نمونه و بعد مجددا یک گرم کربنات سدیم روی نمونه در داخل بوته می­ریزیم. بوته را به همراه سرپوش روی شعله گرم می­کنیم تا مواد داخل بوته سیال شود، سپس بوته را به همراه سرپوش به مدت 10 دقیقه در کوره 950 درجه سانتی­گراد قرار داده و پس از این مدت، بوته را با گیره بیرون آورده و بعداز سرد شدن، چند میلی­لیتر اسید کلریدریک غلیظ به داخل بوته ریخته و محلول داخل بوته را به بالن انتقال داده و بوته را چندبار با اسید کلریدریک 3% داغ شسته و به بالن انتقال می­دهیم.

 


دانشنامه تخصصی شیمی: کمیکا

دکتر محمدرضا محمدی نیلاش


 

نظرات   

 
0 #1 محمد 1395-09-17 16:14
سلام. برای آنالیز محلول حاوی سدیم هیدروکسید و سیلسیم با جذب اتمی، چه مقدار محلول برای آنالیز لازم است؟ من دانشجویم و میخوام ببینم چقدر محلول بیشتر درست باید بکنم؟ ممنون.
نقل قول
 

اضافه کردن نظر


کد امنیتی
تازه سازی

جدیدترین مطالب