معرفی دستگاه «فلیم فوتومتر»

فـلـیــم فـتــومـتــری بـرای تعییـن کمـی و کیفـی چندین نوع کاتیون، به ویژه فلزاتی که به آسانی تحریک شده و با دمای شعله نسبتا کم به سطوح انـرژی بـالاتـر مـی رونـد (مـانـنـد سدیم، پتاسیم، کلسیم، Rb، Cs، Cu و )Ba مناسب است.
در این تکنیک از یک شعله استفاده می شود که محلول را بخار  و نیز فلز را تصفیه می کند و سپس باعث انتقال الکترون ظرفیت به یک سطح انرژی بـالاتـر مـی شـود. با برگشت الکترون به حالت اولـیـه (گـرانـد اسـتـیـت) نـوری با یک طول موج مـشـخـص بـرای هـر فـلـز تـولـیـد مـی شـود. فـلیم فتومترها از فیلترهای نوری برای مانیتور کردن و جـسـتـجـوی نـور بـا طـول مـوج خـاص اسـتـفاده مـی‌کـنـند. به این وسیله می توان با بررسی این طول موج ها و مقایسه آن ها با طول موج های مـربـوط بـه فـلـزات شـنـاخـتـه شـده، نـوع فـلـزات موجود در نمونه مورد بررسی را تعیین کرد.
شدت نور تابیده شده را می توان توسط معادله   Scheibe-Lomakin توصیف کرد:


C غلظت المان، k ثابت تناسب و  (در قسمت خطی منحنی کالیبراسیون)
بنابراین شدت نور تابیده شده مستقیما متناسب با غلظت نمونه است.
فلیم فتومترها وسایل نسبتا ساده ای هستند (شکل ۱٫) نیازی به منبع نور نیست چرا که در حقیقت همان چیزی است که اندازه گیری می شود. انرژی مورد نیاز برای برانگیخته کردن توسط دمای شعله تامین می شود (حدود ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد) که با سوزاندن استیلن یا گازهای طبیعی در حضور هوا یا اکسیژن تامین می شود. با استفاده از گرمای شعله و تاثیر کاهش گاز (سوخت)، مولکول  ها و یون های نمونه   مورد بررسی به اتم تجزیه می شوند به عنوان مثال:


اتم‌ها در حالت گاز تولید یک خط در طیف می کنند (و نه یک طیف پهن، چرا که هیچ اتصال کووالانتی وجود ندارد بنابراین هیچ زیرسطح نوسانی ( vibrational sub-levels ) وجود ندارد که باعث پهن شدن پهنای باند شود.)
حساس‌ترین قسمت های دستگاه هواکش (aspirator) و قسمت گرم کن (burner) هستند. گازها نقش مهمی در هواکشی دارند. هوا نمونه را طبق قانون برنولی می مکد و آن را به هواکش می دهد در اینجا قطره های بزرگتر متراکم شده و می توانند حذف شوند. منوکروماتور طول موج مناسب از نور موج تابیده شده را انتخاب می کند . می توان از فیلترهای نوری معمولی استفاده کرد. نور تابیده شده به دتکتور می رسد که در حقیقت یک ضرب کننده نوری (PMT) است که یک سیگنال الکتریکی متناسب با شدت نور تابیده شده تولید می کند (شکل ۲٫) اساس اندازه گیری با استفاده‌  از فلیم فتومتر، مقایسه شدت تابش ناشی از محلول های ناشناخته با محلول های استاندارد یا با یک استاندارد داخلی امکان تحلیل کمی فلزات موجود در محلول مورد بررسی را فراهم می کند.
دستگاه توسط یک سری از محلول های استاندارد که بازه  غلظت های مورد گیری را پوشش می دهند کالیبره می شود. در شروع کار باید مدت زمان کافی برای گرم شدن دستگاه درنظر گرفت. برای به دست آوردن نتایج خوب باید حتما از ظروف شیشه‌ای تمیز استفاده کرد.
فلیم فتومتری مزایای زیادی دارد. ساده و نسبتا ارزان است و توان عملیاتی بالایی دارد و می تواند برای آنالیز در محیط های بیولوژیک، کلنیکی و تحقیقاتی استفاده شود. اما از طرف دیگر دمای کم باعث حساس شدن این روش به تداخل و پایداری شعله و نیز شرایط هواکشی می شود. متغیرهای آزمایشگاهی مختلف روی شدت نور تابیده شده از شعله تاثیر دارند از جمله فلوی سوخت و اکسیژن و میزان خلوص آن ها، ویسکوزیته محلول، پیوستگی نمونه ها  بنابراین کالیبراسیون دقیق و مداوم برای به دست آوردن نتایج خوب لازم است و مهم است که تشعشع به دست آمده از محلول های ناشناخته و استاندارد را تحت شرایط تا حد امکان مشابه اندازه گیری کرد.

مهندس فاطمه یاوری

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

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