Ana Sayfa | Site Ağacı | Site Hakkında | Site İçi Arama | Bize Ulaşın  
Analitik Kimya
Anorganik Kimya
Fizikokimya
Polimer Kimyası
Organik Kimya
Genel Kimya
Enstrümental Kimya
Su ve Çevre Kimyası
Gıda Kimyası
Ambalaj Kimyası
Deney Öncesi Hazırlık
Gıda Analizleri
Yem Analizleri
Su Analizleri
Temizlik Mad. Analizleri
03. Plazma Kaynaklı Emisyon Spektroskopisi

Katyon ve elektronlardan meydana gelen ve elektrik akımını ileten ortama plazma denir. Gaz halindeki iyon akımı olarakda tanımlanabilir. Plazmanın dışarıya yükü sıfırdır. Yani negatif yüklerin toplamı yaklaşık pozitif yüklerin toplamına eşittir. Plazmadaki katyonlar farklı katyonlardan meydana gelir. Örneğin argon plazmasında, argon katyonları, elektronlar ve analiz yapılan numuneden buharlaşan atomların katyonları bulunmaktadır. Numuneden buharlaşan atomların katyonları miktar olarak argon katyonları ve elektronlardan azdır. Bir plazmada argon iyonları oluştuktan sonra bu iyonlar, daha fazla iyonlaşma ile plazma halini sürdürülmesini sağlayacak bir düzeyde sıcaklık oluşturmak için bir dış kaynaktan yeterli güç absorplama yeteneğine sahiptir. Yani argon katyonları enerji absorplayarak ortamın sıcaklığı yaklaşık 10000 K de sabit olarak tutulur. Aşağıda plazmanın şekli gösterilmiştir.



 

Üç tip yüksek sıcaklık plazması vardır. Bunlar

1) İndüktif eşleşmiş plazma (ICP)

2) Doğru akım plazması (DCP)

3) Mikrodalga plazma (MIP)



03.01.
İndüktif Eşleşmiş Plazma (ICP)

İndüktif eşleşmiş plazma kaynağı iç içe geçmiş üç kuvars borudan (torch) yapılmıştır. Bunların arasından dakikada 10-17 mL argon gazı geçer. En geniş borunun çapı 2.5 cm dir. Bu borunun üst kısmında suyla soğutulan radyo indüksiyon bobini bulunur. Radyo indüksiyon jenaratörünün gücü 27 veya 41 Mhz de 0.5-2 kw tır. Akan argonun iyonlaşması bir Tesla bobininden kıvılcım ile başlatılır. Oluşan iyon ve elektronlar indüksiyon bobini tarafından oluşturulan manyetik alan salınımları ile etkileşir. Bu etkileşim sonucunda iyonlar ve elektronlar aynı yöne doğru akmaya başlar. Ortamın bu akmaya karşı gösterdiği direnç ile ortamın sıcaklığı 10000 K e kadar yükselir.

 

03.01.01. Numune Verilmesi

En içteki kuvarz borudan geçen argon gazı akışıyla plazma içerisinde numune taşınır. Numune cihaz 3 şekilde ilave edilebilir.

1) Aerosol halinde: Ultrasonik bir sisleştirci vasıtasıyla oluşan çok küçük damlacıklar argon gazı yardımıyla plazmaya taşınır.

2) Buhar halinde: Plazmaya sıvı ve katı numuneleri vermek için elektrotermal buharlaştırıcılar kullanılır.

3) İnce toz halinde: Nebulizer yerine lazer kulanılır

Numune atomları taşıyıcı argon gazı sayesin 4000-8000 K sıcaklığındaki bölgeye ulaşır. Burada 2 ms kalırlar. Bu sıcaklıkta atomlaşma olur. Sıcaklığın bu kadar yüksek olması sonucunda diğer yöntemlerde karşılaşılan kimyasal girişim sorunu ile daha az karşılaşırken iyonlaşma girişimi yok denecek kadar az olur. Plazma sıcaklığı her bölgede aynıdır ve bu nedenle self absorpsiyon ve self dönüşüm etkileriyle karşılaşılmaz.

ICP teknolojisinin ilk yıllarında emisyonların plazmanın yan tarafında gözlendiği radyal tekniği kullanılmaktaydı. Daha sonraları, plazmanın torch ekseni doğrultusunda izlenebildiği aksiyal sistemler geliştirildi.

Farklı elementlerin sıcak bölgede farklı yüksekliklerde emisyon vermesi nedeniyle radyal plazma tekniğinde gözlem yükseklği çok önemlidir. Aksiyal sistemlerde ise plazma ekseni boyunca daha yoğun olarak gelen emisyonlar kullanılmakta buda duyarlılığın artmasıona fakat çalışabilir üst sınırı düşmektedir. Bu nedenle düşük konsantrasyonlu ölçümlerde aksiyal sistem tercih edilmelidir. Plazmanın aksiyal olarak gözlemlediği uç kısımdaki soğuk bölgede bulunan temel enerji düzeyindeki atomlar emisyonları absorbe ederek self-absorbsiyona neden olur. Bunu engellemek için soğuk bölge hava bıçağı olarak adlandırılan bir yöntemle basınçlı hava kullanılarak kesilir.




RADYAL SİSTEMLER

  • Yüksek konsantrasyonlarda (ppm) ölçüm yapılır.
  • Düşük konsantrasyonlarda hassasiyet azalır.
  • Daha az spektral girişim gözlenir.
  • Gözlem yüksekliği önemlidir.
  • Self absorpsiyon sadece yüksek konsantrasyonlarda gözlenir.

AKSİYAL SİSTEMLER

  • Düşük konsantrasyonlarda (ppb) ölçüm yapılır.
  • Dedeksiyon limitleri iyidir.
  • S/N oranı iyidir.
  • Matriks etkisi azaltmak için numune seyreltilebilir.
  • Plazmada self absorpsiyon gözlenebilir.

03.02. Plazma Kaynaklı Spektrofotometreler

Emisyon spektroskopisinde cihazlar üç temel tiptedir.

  • Ardışık : Uyarma süresi uzundur, daha çok numune ve daha çok zaman gerektirir.
  • Simultane çok kanallı: Çok sayıda elementin emisyon çizgi şiddetlerini aynı anda ölçer, iyi analitik kesinlik sağlar.
  • Fourier dönüşümlü : 170 nm-1000 nm dalgaboyu aralığında, yüksek ayırıcılık, büyük dinamik aralık, yüksek doğruluklu dalga boyu ölçümü yapar.. Ayırma gücü ile sorunlar vardır.

Kullanılan Dedektörler:

  • Fotoçoğaltıcı Tüpler (PMT)

  • Yük Transfer Cihazlar (CTD): Yük Enjeksiyon Cihazlar (CID)
  • Yük Eşleşmiş Cihazlar (CCD)

03.03. Uygulamalar

Analizi yapılacak elementler ve dedeksiyon limitleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Bu yöntemin en büyük avantajı aynı anda bir çok elementin ana emisyonunun ve bunun yanında 4-5 farklı dalgaboyundaki emisyonlarının ölçülebilmesidir.

Örnek ve standart hazırlama atomik absorpsiyon spektroskopisi yöntemindeki gibidir. Öncelikle analizi yapılacak metalin bir standart eğrisi oluşturulur. Daha sonra bu standart eğriden yararlanılarak analizi yapılacak elementin derişimi tayin edilir.




04. Ark ve Kıvılcım Kaynaklı Emisyon Spektroskopisi

Bu yöntem elektrik arkları ve elektrik kıvılcımlarıyla elementlerin uyarılması prensibine dayanır.

Numunenin uyarılması, elektrot çiftleri arasındaki bir boşlukta meydana gelir. Elektrotlardan birisinin içerisine örnek koyulur. Örnek içermeyen karşıt elektrotla arasına elektrik boşalım uygulanır. Elektrot malzemesi olarak genellikle grafit kullanılır. Grafit yüksek iletkenliğe sahiptir.

Doğru akım arkında 10-50 V luk bir doğru akım gerilimi uygulanarak, örnek elektrot ile karşıt elektrot arasında 1-25 amper değerinde bir elektrik boşalımı oluşması sağlanır. Bu sırada elektrotlara ulaşılan sıcaklık 4000-7000° C arasındadır. Örneğin tamamı buharlaşıncaya kadar boşalım uygulanır.

Alternatif akım arkının doğru akım arkından farkı elektrotlar arasındaki boşalım sürekli değildir.

Kıvılcım kaynağında ise yüksek akım yoğunluğunda 50 Hz lik bir frekansa sahip kondansatör boşalımı ile oluşturulur. Akım şiddetini ve uygulana gerilimin çok çok yüksek olması nedeniyle sıcaklık 30000-40000° C’ a kadar çıkar. Bu sıcaklıkta elementlerin birçoğu iyonlaştığı için, kıvılcım kaynağının kullanıldığı cihazlarda elde edilen spektrumlar iyonik hatlardan oluşur. Uyarılma enerjileri çok yüksek olan fosfor, kükürt ve karbon gibi elementlere uygulanır.

Adobe Acrobat Reader Adobe Acrobat Reader


Belge Ziyaretçi Sayısı: 12741
Kitaplar
Tezler
Tez Arama
Sözlük
Yenilenen ORLAB katalogu için info@orlab.com.tr adresinden istekte bulunabilirsiniz.
Ayrıntılar




NMR kimyasalları hakkında herşey www.nmrkimyasallari.com
Ayrıntılar




LabSafe Laboratuvar ve İş Güvenliği Kataloğu
Ayrıntılar




Merck Laboratuvar El Kitabı II. baskısı çıktı.
Ayrıntılar




 
Son Eklenen Belge Tarihi: 07.08.2021 • Toplam Ziyaretçi Sayısı : 25052749
Her hakkı saklıdır © Kimyaevi
 
Orlab Merck