معرفي دستگاه «فليم فوتومتر»

فـلـيــم فـتــومـتــري بـراي تعييـن كمـي و كيفـي چندين نوع كاتيون، به ويژه فلزاتي كه به آساني تحريك شده و با دماي شعله نسبتا كم به سطوح انـرژي بـالاتـر مـي رونـد (مـانـنـد سديم، پتاسيم، كلسيم، Rb، Cs، Cu و )Ba مناسب است.
در اين تكنيك از يك شعله استفاده مي شود كه محلول را بخار  و نيز فلز را تصفيه مي كند و سپس باعث انتقال الكترون ظرفيت به يك سطح انرژي بـالاتـر مـي شـود. با برگشت الكترون به حالت اولـيـه (گـرانـد اسـتـيـت) نـوري با يك طول موج مـشـخـص بـراي هـر فـلـز تـولـيـد مـي شـود. فـليم فتومترها از فيلترهاي نوري براي مانيتور كردن و جـسـتـجـوي نـور بـا طـول مـوج خـاص اسـتـفاده مـي‌كـنـند. به اين وسيله مي توان با بررسي اين طول موج ها و مقايسه آن ها با طول موج هاي مـربـوط بـه فـلـزات شـنـاخـتـه شـده، نـوع فـلـزات موجود در نمونه مورد بررسي را تعيين كرد.
شدت نور تابيده شده را مي توان توسط معادله   Scheibe-Lomakin توصيف كرد:


C غلظت المان، k ثابت تناسب و  (در قسمت خطي منحني كاليبراسيون)
بنابراين شدت نور تابيده شده مستقيما متناسب با غلظت نمونه است.
فليم فتومترها وسايل نسبتا ساده اي هستند (شكل 1.) نيازي به منبع نور نيست چرا كه در حقيقت همان چيزي است كه اندازه گيري مي شود. انرژي مورد نياز براي برانگيخته كردن توسط دماي شعله تامين مي شود (حدود 2000 تا 3000 درجه سانتيگراد) كه با سوزاندن استيلن يا گازهاي طبيعي در حضور هوا يا اكسيژن تامين مي شود. با استفاده از گرماي شعله و تاثير كاهش گاز (سوخت)، مولكول  ها و يون هاي نمونه   مورد بررسي به اتم تجزيه مي شوند به عنوان مثال:


اتم‌ها در حالت گاز توليد يك خط در طيف مي كنند (و نه يك طيف پهن، چرا كه هيچ اتصال كووالانتي وجود ندارد بنابراين هيچ زيرسطح نوساني ( vibrational sub-levels ) وجود ندارد كه باعث پهن شدن پهناي باند شود.)
حساس‌ترين قسمت هاي دستگاه هواكش (aspirator) و قسمت گرم كن (burner) هستند. گازها نقش مهمي در هواكشي دارند. هوا نمونه را طبق قانون برنولي مي مكد و آن را به هواكش مي دهد در اينجا قطره هاي بزرگتر متراكم شده و مي توانند حذف شوند. منوكروماتور طول موج مناسب از نور موج تابيده شده را انتخاب مي كند . مي توان از فيلترهاي نوري معمولي استفاده كرد. نور تابيده شده به دتكتور مي رسد كه در حقيقت يك ضرب كننده نوري (PMT) است كه يك سيگنال الكتريكي متناسب با شدت نور تابيده شده توليد مي كند (شكل 2.) اساس اندازه گيري با استفاده‌  از فليم فتومتر، مقايسه شدت تابش ناشي از محلول هاي ناشناخته با محلول هاي استاندارد يا با يك استاندارد داخلي امكان تحليل كمي فلزات موجود در محلول مورد بررسي را فراهم مي كند.
دستگاه توسط يك سري از محلول هاي استاندارد كه بازه  غلظت هاي مورد گيري را پوشش مي دهند كاليبره مي شود. در شروع كار بايد مدت زمان كافي براي گرم شدن دستگاه درنظر گرفت. براي به دست آوردن نتايج خوب بايد حتما از ظروف شيشه‌اي تميز استفاده كرد.
فليم فتومتري مزاياي زيادي دارد. ساده و نسبتا ارزان است و توان عملياتي بالايي دارد و مي تواند براي آناليز در محيط هاي بيولوژيك، كلنيكي و تحقيقاتي استفاده شود. اما از طرف ديگر دماي كم باعث حساس شدن اين روش به تداخل و پايداري شعله و نيز شرايط هواكشي مي شود. متغيرهاي آزمايشگاهي مختلف روي شدت نور تابيده شده از شعله تاثير دارند از جمله فلوي سوخت و اكسيژن و ميزان خلوص آن ها، ويسكوزيته محلول، پيوستگي نمونه ها  بنابراين كاليبراسيون دقيق و مداوم براي به دست آوردن نتايج خوب لازم است و مهم است كه تشعشع به دست آمده از محلول هاي ناشناخته و استاندارد را تحت شرايط تا حد امكان مشابه اندازه گيري كرد.

مهندس فاطمه ياوري

منابع:
http://www.standardbase.hu/tech/1[ FinalHUTechFlame.pdf

http://www.chem.usu.edu/~sbialkow/2[/flame.html3610Classes