آشنایی با دستگاههای آنالیز شیمیایی

[S H i M A]

نام دستگاه : اسپكتروفتومتر (SPECTROPHOTOMETR)
​

كاربرد دستگاه :

اسپكتروفتومتر دستگاهی است كه برای اندازه گیری غلظت ماده رنگی محلولها چون اندازه گیری

اوره – اسید اوریك و نظیر آن به كار می رود .

مشخصات :

اسپكتروفتومتر جذب نور را به وسیله یك ماده مایع در طول موجهای گوناگون اندازه گیری میكند .

بدین وسیله اجزای یك ماده مجهول را می توان مشخص كرد یا غلظت تعدادی از مواد معلوم را

اندازه گیری نمود .


دستگاه اسپكتروفتومتر از دو قسمت اسپكترومتر( تشكیل طیف ) و فتومتر( نورسنجی ) تشكیل

شده است.

اسپكترومتر بخشی است كه نور ثابت با طول موج دلخواه به وجود می آورد و شامل منبع نور –

عدسی – شكافها - منوكروماتور می باشد .


اجزاء مختلف اسپكتروفتومتر :

منبع انرژی الكتریكی :

در اسپكتروفتومتر برای ایجاد نور احتیاج به یك منبع انرژی الكتریكی ثابت است . این منبع میتواند

باطری خشك و یا مرطوب و یا جریان الكتریكی متناوب AC باشد.

منبع انرژی نورانی :

در اكثر اسپكتروفتومترهای نورانی منبع انرژی نورانی آنها لامپ تنگستن است . در اسپكتروفتومترهای

نور ماوراء بنفش، لامپ دوثریم به كار می رود .

منوكروماتور :

نور قبل از اینكه به منوكروماتور برخورد كند از عدسی ها و شكافی عبور می كند كه نقش آنها كنترل

مقدار و مسیر نور می باشد.

برای اندازه گیری جذب نور باید از نورهایی با طول موج مشخص و مناسب استفاده كرد برای این منظور

منوكروماتور به كار می برند . منو كروماتور برای پراكندن نور ( تجزیه نور ) ازلامپ (شكاف s1 ) از پرش و

یا منشور استفاده می كند.

به محض اینكه نور به شكاف s2 میرسد به اجزای طیفی خودش تجزیه میشود و و روی نمونه در كووت

می افتد. شكافهای باریكتر باعث طول موجهای كوتاهتر میشوند. زاویه شبكه پراش طول موج نور را

مشخص می كند. اگر همه پارامترهای دیگر ثابت باشند و آیینه اندازه تجهیزات را كم كند در نتیجه

خروجی نور – حساسیت آشكارسازی نوری – و جذب ماده ی نمونه با طول موج تغییر میكند كه مستلزم

كالیبراسیون صفر هر اندازه گیری طول موج می باشد.

اسپكتروفتومتر دو پرتویی این كار را به صورت اتوماتیك به وسیله سویچ كردن مسیر پرتو انجام می دهد.

سپس نسبت جذب های مسیر را می توان محاسبه كرد.

نور سنج :

به كمك نور سنجها انرژی نورانی را به انرژی الكتریكی تبدیل می كنند و شامل انواع مختلفی چون فتوولتیك

و یا فتو تیوپ – فتودیود و غیره میباشد.

بعضی از این نورسنجها آنقدر حساس هستند كه می توانند گالوانومتر حساس را مستقیم به كار اندازند

در حالی كه در بعضی دیگر باید آمپلی فایر ( تقویت كننده ) در مسیر آنها قرار داده شود.

الكتریك سنج :

در اسپكتروفتومتر نیاز به دستگاهی است كه جریان الكتریكی فتوتیوپ را اندازه گیری كند بدین منظور میتوان

از گالوانومتر – سیستم نول پینت Null Point استفاده نمود .

نام دستگاه : ph سنج

​

Ph متر یک سلول یا پیل الکتروشیمیایی است. می دانید پیلها از دو الکترود تشکیل شده اند. در ph متر، دو الکترود عبارتند از یک الکترود مرجع کالومل و یک الکترود شیشه ای. الکترودهای شیشه ای متداولترین نوع الکترودهای غشایی است که اغلب برای تعیین و اندازه گیری pH محلول از آنها استفاده می شود. الکترود شیشه ای از مهروموم کردن یعنی متصل کردن یک شیشه ی نازک و حساس به pH ، به نوک انتهایی یک لوله ی شیشه ای با دیواره ی کلفت ساخته شده است. درون حباب کوچک با دیواره ی نازک، محلولی از هیدروکلریک اسید معمولاً 1/0 مولار وجود دارد که بانقره کلرید اشباع شده است. یک سیم نقره ای از بالای الکترود وارد شده و پس از عبور از دیواره های شیشه ای، در این محلول اسید فرو رفته است و به وسیله ی یک هادی خارجی به یکی از دو پایانه ی یک وسیله ی اندازه گیری پتانسیل وصل شده است. این الکترود درون محلولی قرار می گیرد که قرار است pH آن اندازه گیری شود که غلظت یون هیدروزن آن با غلظت یون هیدروژن درون غشای شیشه ای متفاوت است. یک الکترود کالومل به انتهای دیگر وسیله ی اندازه گیری پتانسیل وصل شده است. درواقع در سرتاسر غشای نازک شیشه ای، که دو محلول با غلظت های مختلف یون هیدروژن را از هم جدا می کند، ایجاد می شود و این پتانسیل اندازه گیری و درنتیجه مقدار pH گزارش می شود. به عبارت دیگر درون الکترود شیشه ای، یک محلول با غلظت معین از H+ وجود دارد. این الکترود درون محلولی با غلظت متفاوت (که قرار است اندازه گرفته شود) از H+ قرار می گیرد. درنتیجه ی اختلاف در میزان غلظت H+ یک اختلاف پتانسیل به وجود می آید. این اختلاف پتانسیل اندازه گرفته شده به ph محیط ربط داده می شود. اختلاف پتانسیل را به کمک معادله ی نرنست به دست می آورند: E=E0 – 0.05916 log1/[H+] چون داریم: Log1/x=-logx معادله ی فوق به صورت زیر در می آید: E=E0+0.05916log[H+] برای نیم سلول هیدروژن E0 مساوی صفر ولت است. همچنین می داینم که log[H+]=-pH . با جایگزین کردن این کمیتها ، خواهیم داشت: E=-0.05916 pH از معادله ی نرنست، به آسانی می توان دریافت که هر واکنشی که شامل یونهای هیدروژن H+ است، دارای پتانسیل وابسته به غلظت H+ است. این اصل در یک pH سنج به کار می رود. با ترکیب شدن الکترود مرجع با الکترود هیدروژن که در بالا توضیح داده شد، می توان pH یک محلول را به طور الکتریکی اندازه گرفت. الکترود مرجع در اینجا الکترود سیر شده ی کالومل Hg2Cl2 است. زیرا ولتاژ این الکترود ثابت و مشخص است. الکترود در محلولی که قرار است pH آن تعیین شود، فرو برده می شود. پتانسیلی که به وسیله الکترود پدید می آید، توسط یک میلی ولت سنج اندازه گیری می شود. بدین ترتیب می توانید پی ببرید که ولتاژ حاصل به وسیله ی الکترود، یک تابع خطی از pH است. همین رابطه به ما امکان می دهد تا pH سنج را مستقیماً به جای میلی ولت با واحدهای pH درجه بندی کنیم. با این کار شیمیدان نیازی ندارد که ولت را به واحدهای pH تبدیل کند. ترکیب غشاهای شیشه ای بسته به اینکه با انها بخواهیم غلظت چه کاتیون یا آنیونی اندازه گرفته شود، متفاوت است. شیشه ی کورنینگ که برای تعیین pH به کار می رود، متشکل از تقریباً 22% Na2O و 6% CaO و 72% SiO2 است که از متداولترین آنها می باشد.

 

[S H i M A]

نام دستگاه : رفراکتومتر (Refractometer)


​

رفراکتومتروسیله ای آزمایشگاهی است که برای تعیین میزان ناخالصی ماده یا مواد حل ​

شده در آب که با روش عبور تابش نور از لایه ای از آن مایع که ماده مورد نظر درآن حل
​

شده و عبور انکساری (شکست) از منشور شیشه ای بکار میرود. از اینابزار برای
​

ارزشیابی انکساری (°Bx بریکس) آب میوه و سبزیجات و حتی شوری آبو حتی PH آب
​

را آزمایش نمود. انواع بسیاری دارد و بهای آن بر اساس بالابودن میزان درجه جدول
​

بریکس و بمعنای بهتر ، بر اساس دقت و مرغوبیت منشورنصب شده در دستگاه تعیین
​

میشود.

با این روش وزن مخصوص و شیرینی سنجی را با هم ادغام نموده و به مراجعه بهجدول
​

بریکس (Brix) ارزش آن را مییابند. در صنایع غذایی و بخصوص درشرابسازی مورد
​

استفاده دایمی است زیرا شخص فقط با دیدن میوه و چشیدن آنقضاوت در مورد آن
​

نکرده و فقط با استفاده از یک یا دو قطره از عصاره آنمیزان و ارزش آن محصول (مثلا
​

انگور) را پیدا میکند.

کارکرد و خواندن رفراکتومتر بسیار آسان و نیازی به تجربه و مطالعه فراوانندارد. کافیست
​

یک یا دو فطره از مایع حاوی ماده حل شده در آنرا روی صفحهشیشه ای حساس
​

دستگاه ریخته ، درپوش محافظ را بسته و صفحه شیشه ای را مقابلنور مستقیم آفتاب
​

یا نور مصنوعی قرار داده و پس از خواندن از روی عددبریکس نشان داده شده به جدول
​

بریکس (Brix) مراجعه تا میزان در صد وجود آنماده در مایع مشخص شود.

برای آنان که از رفراکتومتر استفاده میکنند جدول تصحیح حرارتی نیز کمکموثری است
​

که با آن میتوان دقت آزمایش را بالا برد. در علوم آزمایشگاهیامروز علاوه بر قند میتوان
​

چربی ، شوری و حتی ارزش غذایی را بدست آورد. نمونه آن را حتی برای آزمایش آب
​

آکواریوم ماهی نیز بکار میبرند.

جدیدا ابزار الکترونیکی آن نیز به بازار ارایه شده که فقط با یک قطره ازمایع در هر درجه
​

حرارتی و بدون مراجعه به جدول بریکس و فقط توسط یک تراشهکوچک تعبیه شده در
​

دستگاه رفراکتومتر دیجیتالی قابل خواندن است.
​

​

کاربرد رفراکتومتر در صنعت
​

دستگاه رفرکتومتر کاربرد زیادی در صنایع گوناگون دارد. به عنوان مثال براياندازه‌گيري
​

غلظت نمك طعام در حوضچه‌هاي پرورش ماهي مورد استفاده قرارمي‌گيرد. در صنایع
​

غذایی نیز این دستگاه کاربرد بسیار زیادی دارد مثلا درکارخانه های قند برای تعیین
​

بریکس محلول قند مورد استفاده قرار می گیرد. در پزشکی برای پی بردن به میزان اوره و
​

پروتئین خون، میزان نمک موجود درآن و غلظت مایعات استفاده می شود و مهم‌ترین
​

کاربرد آن تعیین غلظت Urine در آزمایشگاه است.

​

بریکس واحدی است که بیان کننده مقدار ذرات جامد موجود در یک محلول است و اصولا ​

به غلظت و ویسکوزیته وابسته است.


اساس کار

اساس کار رفلکتومتر در تابش نور به شرط تکفام بودن آن و هدایت آن به سمتمحلول
​

مورد نظر و عبور آن است که چون این دو محیط با هم تفاوت دارند ، نورشکسته شده و
​

با ضریب شکست محدود قابل دریافت است. میزان شکست نور ماننداثر انگشت برای
​

محلول‌های با غلظت یکسان و در دما فشار برابر منحصر به فرداست. درون رفرکتومتر خط
​

نوری دیده می شود که با منشورها و لنزهای مختلف بهوجود می آید. این خط نور با
​

کمک عدسی سر دوربین توسط کاربر قابل مشاهدهاست.

​

در دستگاه رفركتومتر نور از محيط رقيق وارد محیط غليظ مي شود. که محيطرقيق، مايع ​

يا محلول موردنظر و محيط غليظ، منشور دستگاه است. در واقع، درعمل، ضريب شكست
​

محلول و منشور نسبت به هم سنجيده مي شود..
​

در رفرکتومتری زاویه شکست بحرانی (حد) اندازه گیری میشود یعنی زماني كه زاويه
​

تابش 90شود.

​

رابطه بین ضریب شکست و غلظت تا حدود 2-10 یک رابطه خطی است که بر اساس​

همان می توان با تایید ضریب شکست یک محلول غلظت آن‌را با استفاده ازنمودار خطی
​

در فاصله حدود 2-10 مولار بدست آورد.


ساختار رفرکتومتر

دستگاه رفركتومتر از اجزاء و قسمت‌هاي زیر تشکیل شده است:

1- دو منشور که یکی انتشار دهنده Diffusing prism و دیگری شكست دهنده

​

Refracting prismاست.
​

نمونه مورد نظر بین این دو منشور قرار مي گيرد. نورمشخص واردgوارد منشور انتشار
​

دهنده شده و تجزيه مي شود، اين نور بانمونه مورد آزمایش شده و سپس به منشور

​

Refracting مي رود.

​

(ورود نور ازمحيط رقيق به غليظ). ​

قبل از هر بار ريختن محلول، منشورها كاملا تميز شده وبا مقدار كمي از محلول موردنظر،
​

شستشو داده مي شود.
​

2- دو لنز که یکی لنز تصوير و دیگری لنز ضريب شكست است.​

3- ترمومتر: جهت تنظیم و گزارش دما​

5- پیچ هایی جهت تنظیم تصویر​

طراحی اولین نمونه از این دستگاه در اواخر دهه 1800 میلادی توسط ارنست آبهصورت ​

گرفت. آن دستگاه شامل ترمومترهای توکار و حمام سیرکولاتورهای آب بودنکه برای
​

کنترل دمای دستگاه و مایعات استفاده می شد. پس از آن دستگاه‌هامجهز به
​

میکروسکوپ نیز شدند. امروزه این دستگاه در چهار نوع موجود است:
​

رفرکتومتر دستی آنالوگ، رفرکتومتر رومیزی، رفرکتومتر دستی دیجیتال ورفرکتومتر آنلاین.

​

براي كاليبراسيون و تعيين ميزان خطاي دستگاه از مواد در دسترس مانند آب مقطر
​

(3325/1(n=استفاده مي كنيم.
​

در برخی رفرکتومترها نور از بین لایهنازکی از نمونه مایع عبور می کند.


​

نسل اولیه رفرکتومترها

برای استفاده از این رفرکتومترها چند قطره از نمونه مورد نظر روی منشورقرار داده می
​

شود. (در صورتی که این مقدار کم باشد دستیابی به نتیجه مطلوبسخت می‌شود و در
​

صورت زیاد بودن ترشح مایع با اطراف منجر به آلودگی میشود) پس از محکم کردن
​

منشور، لامپ مقابل آن قرار می گیرد. پس از شروع بهکار کردن دستگاه می توان مقدار
​

نوردهی عدسی ها را به کمک ناب موجود روی دستگاه تغییر داد.
​

نتایج به صورت آنالوگ در این دستگاهها نشان داده می شودو باید همراه دما، به صورت
​

دستی ثبت شود. پس از هر بار اندازه گیری بایددستگاه را برای تست بعدی تمیز کرد.


​

رفرکتومترهای نسل جدید

بخش اپتیک این مدل مشابه رفرکتومترهای قدیمی تر است، عملکرد آن نیز مشابهاست.
​

هنگام نمونه دهی باید به اندازه ای استفاده شود که کاملا منشور را بپوشاند اما نه
​

بیشتر.
​

برای تنظیم کانون عدسی باز هم از ناب روی دستگاهاستفاده می کنیم تا زمانی که
​

علامت ضربدر واضح شود. (اگر تیره تر بودپادساعتگرد و اگر روشن تر بود ساعتگرد)
​

سپس با فشار دادن دگمه READ مقدارضریب شکست بر LED جلوی دستگاه نمایان می
​

شود.
​

در مدل های جدید تر توسطترمومتری دما نیز اندازه گیری شده و همراه نتایج به صورت
​

دیجیتال ثبتمی‌شود.

​

در استفاده مداوم از این دستگاه مهم ترین مساله تمیز کردن دقیق آن است. گرد و غبار و ​

ذرات ریز بزرگترین دشمن دقت اندازه گیری است. برای پرهیز ازساییده شدن صفحه
​

شیشه ای منشورها بهتر است برای پاک کردن از گوی پنبه ایاستفاده نموده و به
​

آرامی گرد و غبار را بزدایید. سپس آن‌را با پنبه جدیدو الکل شستشو دهید.
​

​

 

[S H i M A]

نام دستگاه : سانتریفیوژ

​

دستگاهی است که توسط نیروی گریز از مرکز ذرات معلق را با چرخش توسط یک موتور الکتریکی،

از مایع جدا میکند.

همچنین میتواند باعث تفکیک دو مایع با تراکم متفاوت شود. این مایعات می توانند خون، ادرار و ...

باشند.

برحسب سرعت میتوان آنها را به سه دسته

دور پایین (2000 تا6000 Rpm )،

دور بالا (21000 تا 24000Rpm )

و اولترا سانتریفوژ (07500 تا10000Rpm ) تقسیم بندی کرد.

نوع دور پایین بیشتر جهت سانتریفیوز کردن سلولهای خونی یا ذرات حجیم هستند.

نوع دوربالا برای بیشتر فراورده ها استفاده میشوند و نوع اولترا برای تفکیک مواد تشکیل دهنده

سلولی بکار میرود. برای کم کردن گرمای ایجاد شده در سانتریفوژهای سریع از یخچال استفاده میشود.


سانتریفیوژها بر اساس طرز قرار گیری نمونه ها به دو دسته تقسیم میشوند:

۱) شناور: جایگاه قرارگیری نمونه ها عمود بر زمین است و با شروع حرکت زاویه پیدا کرده و سپس

کاملا به حالت افقی با سطح زمین قرار میگیرد.

2) زاویه ثابت: لوله حاوی نمونه نسبت به محور دوران یک زاویه ثابت بین 25 تا 45 درجه دارند.

سانتریفوژ ها بر اساس کاربرد به انواع مختلف تقسیم بندی میشوند.


قطعات اساسی سانتریفیوژ:

موتور الکتریکی، شافت، روتور.

همچنین کلیدها و تنظیم کننده هایی از قبیل کلیدترمز،کنترل کننده سرعت و زمانسنج بر روی دستگاه

موجود است.

 

[حیدر براجعی]

دستگاه اسپکتروفتومتر

دستگاه اسپکتروفتومتر

معرفی دستگاه اسپکتروفتومتر


یک مقاله درباره ی دستگاه اسپکتروفتومتر که کار و قطعات آن را بطور کامل توضیح داده


بصورت pdf و حجم KB 784

دانلود

​

 

[S H i M A]

طیف سنجی جرمی

طیف سنجی جرمی


طيف‌سنجي جرمي دستگاهي است که مولکول‌هاي گازي باردار را بر اساس جرم آنها دسته‌بندي مي‌کند.

دستگاه طيف‌سنج جرمي، مولکول‌ها و يون‌هاي گازي باردار را بر حسب جرم آنها در ميدان آهنربايي از

يکديگر جدا و اندازه‌گيري مي‌کند.

طيف جرمي حاصل جهت تعيين وزن مولکولي دقيق،‌ شناسايي اجسام و تعيين درصد ايزوتوپ‌ها مورد

استفاده قرار مي‌گيرد.

مهمترين مزيت اين طيف سنجي نسبت به ساير روش‌ها از قبيل TEM، XRD، UV-Vis، IR، اسپکتروسکپي

رامان و TGA اين است كه براي تعيين ترکيبات به طور مستقيم از روش‌هاي فوق نمي‌توان استفاده کرد.

اما از روش MS مي‌توان استفاده نمود

اين روش ارتباط واقعي با طيف‌سنجي نوري ندارد ولي نام‌ طيف‌سنجي جرمي براي اين روش‌ها انتخاب

شده است، زيرا دستگاه‌هاي اوليه توليد عکس مي‌کردند که شبيه به طيف خطي بود.


فرآيند دستگاه:

در داخل دستگاه خلائي به ميزان mmHg 10-5- 10-6 برقرار است. مقدار کمي از نمونه (حدود 1µ) توسط

يک لوله از دريچة کوچکي وارد منبع يونش مي‌شود. نمونه در اثر گرما و خلاء موجود به صورت گاز درآمده و

با جرياني از الکترون‌هاي پرانرژي (حدود 70-ev50) به طرف آند مقابل شتاب گرفته و جذب آن مي‌شود.

در نتيجه بمباران الکتروني، جزئي از مولکول‌هاي نمونه (حدود 0/1 درصد) يونيزه مي‌شود.

در اولين مرحله مطابق واکنش زير يک الکترون از M خارج شده و يک کاتيون يک ظرفيتي مي‌دهد که

وزن آن برابر وزن مولکول جسم است.

-e-→M++2e
​

در اثر افزايش انرژي الکترون‌هايي که به نمونه برخورد مي‌کنند، يون +M به کاتيون‌هاي يک ظرفيتي کوچک‌تري

شکسته مي‌شود. يون‌هاي مثبت حاصل از طريق شتاب‌دهنده و نيروي دافعه قطب مثبت آن و همچنين به

دليل تفاوت در فشار موجود بين محل ورود نمونه و فضاي سمت راست دستگاه به سمت روزنه کوچکي

هدايت شده و پس از گذشتن از آن جريان يون‌ها از بين دو قطب يک آهنرباي قوي که جهت ميدان آن عمود

بر مسير يون‌ها است عبور مي‌کند، کاتيون‌هاي موجود به نسبت جرم بر بار (m/e) منحرف شده و از يکديگر

جدا مي‌شوند.

ذرات جدا شده پس از برخورد با يک صفحة عکاسي به صورت خطوطي ظاهر مي‌شوند.

دستگاه طيف‌سنج جرمي، مولکول‌ها و يون‌هاي گازي باردار را بر حسب جرم آنها در ميدان آهنربايي از

يکديگر جدا و اندازه‌گيري مي‌کند. طيف جرمي حاصل جهت تعيين وزن مولکولي دقيق،‌ شناسايي اجسام

و تعيين درصد ايزوتوپ‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد. شکل (1) قسمت‌هايي از يک طيف‌سنج جرمي

را نشان مي‌دهد


روش GC- MS

روش ديگر براي وارد ساختن نمونه به دستگاه طيف‌سنج جرمي، استفاده از کروماتوگراف گازي است.

کروماتوگراف گازي در بخش مربوطه توضیح داده شده است. در دستگاه GC-MS اجزاي يک مخلوط به ترتيب

توسط يک ستون کروماتوگرافي از هم جدا مي‌شوند و پس از حذف گاز حاصل، وارد منبع يونش طيف سنج

جرمي مي‌گردند.


کاربردها

اطلاعاتی که می توان از طیف سنج جرمی بدست آورد شامل موارد ذیل است:

شناسائی ترکیبات خالص آلی، تعیین وزن مولکولی و فرمول تجربی ترکیب، حضور یا عدم حضور گروههای

عاملی در ترکیبات آلی، پایداری انواع مختلف یونها.

همچنین براي آناليز ترکيب و پايداري در فاز محلول می توان از MS استفاده کرد. به عنوان مثال براي تعيين

ساختار ترکيبات شاخه‌اي نانومقياس با ابعاد 1/5nm مي‌توان از روش طيف‌سنج جرمي با تکنيک يونش

الکترواسپري (ESI) استفاده کرد .

همچنين از روش طیف سنجی به طور وسيعي در تجزيه ترکيبات آلي، بيولوژيک،‌ پليمري حاوی نانو ذرات

طلا، فلورين‌ها و ترکيبات شاخه‌ائي مورد استفاده قرار مي‌گيرد و مي‌توان ساختار ترکيبات بيولوژيک در

محلول را بررسي كرد.

همچنين برتري اين روش اسپکتروسکپي نسبت به ساير روش‌ها، سریع بودن پاسخ‌دهي مي‌باشد.

مهمترين مزیت اين طیف سنجی بنسبت به ساير روش‌ها از قبيل TEM، XRD، UV-Vis، IR، اسپکتروسکپي

رامان و TGA اين است كه براي تعيين ترکيبات به طور مستقيم از روش‌هاي فوق نمي‌توان استفاده کرد.

اما از روش MS مي‌توان استفاده نمود.

 

[سید جلال علوی]

اینجانب با 14 سال تجربه در زمینه تجزیه شیمیایی انواع خاک وسنگ های معدنی وکار با دستگاه اسپکتروفتومتر ( اندازه گیری sio2,al2o3,fe2o3,tio2,mno,p2o5) فلیم فتومتر (na2o,k2o) وروشهای گراویمتری 12 عنصری اماده همکاری ،مشاوره وتجهیز ازمایشگاه و... می باشم .

سید جلال علوی

 

[mitra212]

2- طیف سنج جرمی (MS) :

به بیان ساده ، طیف سنج جرمی سه عمل اساسی را انجام می‌دهد: اول این‌که مولکولها توسط جریانی از الکترونهای پُر انرژی بمباران شده و بعضی از مولکولها به یونهای مربوط تبدیل می‌گردند. سپس یونها در یک میدان الکتریکی شتاب داده می‌شوند. دوم این‌که ، یونهای شتاب داده شده ، بسته به نسبت جرم به بار (m/e) آنها در یک میدان مغناطیسی یا الکتریکی جدا می‌گردند و در نهایت اینکه ، یونهای دارای نسبت جرم به بار مشخص و معین ، توسط بخشی از دستگاه که در اثر برخورد یونها به آن قادر به شمارش آنها است، آشکار می‌گردند.
نتایج داده شده خروجی توسط آشکار کننده ، بزرگ شده و به ثبّات داده می‌شوند. علامت یا نقشی که از ثبّات حاصل می‌گردد، یک طیف جرمی است، نموداری از تعداد ذرات آشکار شده بر حسب تابعی از نسبت جرم به بار.

کروماتوگرافی گازی - طیف سنجی جرمی

مفیدترین ابداع در سیستمهای وارد سازی نمونه ، استفاده از کروماتوگراف گازی جفت شده با طیف سنج جرمی است. در این وضعیت ، طیف سنج جرمی ، نقش آشکار کننده را ایفا می‌کند. در این تکنیک که کروماتوگرافی گازی - طیف سنجی جرمی (GC-MS) خوانده می‌شود، جریان گاز خارج شده از کروماتوگراف گازی پس از عبور از یک شیر ، از لوله حاوی روزنه مولکولی گذر می‌کند. پس مقداری از جریان گاز وارد محفظه یونیزاسیون دستگاه طیف سنج جرمی می‌گردد. بدین طریق حصول طیف جرمی هر جزء موجود در یک مخلوط تزریق شده به کروماتوگراف گازی ممکن می‌گردد.

نقش این روش ، نیاز به پویه سریع توسط دستگاه طیف سنج جرمی است. دستگاه طیف سنج باید طیف جرمی هر جزء موجود در مخلوط را پیش از خروج جزء بعدی از ستون کروماتوگرافی گازی بدست آورد تا از آلوده شدن یک ماده توسط ماده بعدی قبل از بدست آمدن طیف آن جلوگیری شود.

از آنجا که ستونهای مویی با توان بالا در کروماتوگرافی گازی استفاده می‌شود، لذا در بیشتر موارد ، قبل از آنکه جریان گازی ، آنالیز شود، ترکیبات بطور کامل جدا می گردند. دستگاه قابلیت بدست آوردن حداقل یک پویه در ثانیه را در محدوده amu300-10 دارد. در صورتی که محدوده باریکتری از اجرام ، آنالیز شود، حتی پویه‌های بیشتری ممکن می‌گردد. مایع بیرون ریزنده ، از بخش کروماتوگرافی گازی دستگاه را می‌توان به دستگاه FT-IR هدایت کرد، به گونه ای که به جای طیفهای جرمی ، طیفهای مادون قرمز بدست آید. در این حالت ، طیف سنج مادون قرمز به‌عنوان آشکار کننده برای کروماتوگراف گازی عمل می‌کند.

طیف سنج جرمی جفت شده با کروماتوگراف گازی باید نسبتا جمع و جور و دارای قدرت تفکیک بالا باشد.

طیف جرمی

طیف جرمی به‌صورت نموداری از درصد فراوانی یون بر حسب نسبت m/e نشان داده می‌شود. با بررسی یک طیف جرمی معمولی می‌توان اطلاعات بسیار زیادی در مورد ایزوتوپها ، وزن مولکولی ، یونهای مولکولی و... بدست آورد.

تعیین وزن مولکولی
هنگامی که پروتونی از الکترونهای پُر انرژی به جریانی از مولکولهای نمونه برخورد کند، یونیزاسیون مولکولها رخ می‌دهد. یونهای حاصله که یونهای مولکولی خوانده می‌شوند، سپس شتاب پیدا کرده و از میان یک میدان مغناطیسی عبور کرده و آشکار می‌گردند. اگر حداقل طول عمر این یونهای مولکولی 5-10 ثانیه باشد، آنها بدون شکست و تبدیل شدن به قطعات کوچکتر به آشکار کننده می‌رسند. حال چیزی که باقی می‌ماند، مشاهده نسبت m/e یون مولکولی بوده که از روی آن ، بتوان وزن مولکولی نمونه را تعیین کرد.

در عمل ، تعیین وزن مولکولی ، کاملا بسادگی آن چیزی که در پاراگراف زیر می‌آید، نیست. اول باید دانست که مقدار جرم هر یون شتاب داده شده در یک طیف سنج جرمی ، جرم حقیقی آن است و نه وزن مولکولی آن که اوزان اتمی شیمیایی را بکار می‌برد. مقیاس شیمیایی اوزان اتمی بر پایه میانگین اوزان تمامی ایزتوپهای یک عنصر است. طیف سنج جرمی ، توانایی تشخیص بین جرم ذرات حامل معمولترین ایزوتوپهای عناصر و ذرات حاصل ایزوتوپهای سنگین‌تر را دارد. در نتیجه ، اجرامی که برای یونهای مولکولی مشاهده می‌شوند، اجرام مولکولهایی هستند که در آنها هر اتم به‌صورت معمولترین (فراوانترین) ایزوتوپ خود وجود دارد.

دوم اینکه ممکن است مولکولهایی که توسط الکترونها بمباران می‌شوند، شکسته شده و به قطعات یونی مبدل گردند. در اثر این جزء به جزء شدن ، طیفهای جرمی پیچیده شده و قلل موجود در نسبتهای m/e گوناگونی ظاهر می‌شوند. باید کاملا دقیق و مطمئن بود که قله مشکوک واقعا قله یون مولکولی است و نه مربوط به قطعه یونی. این مساله ، بخصوص هنگامی بحرانی می شود که درصد فراوانی یون مولکولی کم باشد، همان گونه که در یونهای مولکولی نسبتا ناپایدار که بسادگی جزء به جزء می‌شوند، اتفاق می‌افتد.

مهمترین مساله که باید بررسی کرد، آن است که اجرام یونهای آشکار شده در طیف جرمی را باید بطور دقیق اندازه گیری نمود. خطایی به میزان فقط یک واحد جرمی تعیین ساختمان جسم را غیر ممکن می‌سازد.

]

 

[mitra212]

3- تبدیل فوریه - مادون قرمز (FT-IR) :

دستگاه FT-IR روشي سودمند براي شناسايي تركيبات آلي و گروههاي عاملي آنها مي‌باشد. حتي مي‌توان پيوندهاي كووالانسي ليگاندهاي فلزي را شناسايي كرد. در آزمايشگاهها، كلينيكها، محيط زيست، دانشگاهها و كنترل كيفي در فرآيندهاي صنعتي و تجزيه كيفي محصولات و ... كاربرد دارد. حدود 95 درصد كاربرد اين دستگاه كيفي بوده كه از روي محل پيك صورت مي‌گيرد. همچنين قابليت شناسايي و جداسازي مخلوط ايزومرهايي نظير ارتو، متا و پارا را دارا مي‌باشد. براي اندازه‌گيري كمي دراين دستگاه از سطح زير پيك استفاده شده كه متناسب با غلظت نمونه مي‌باشد.

اساس كار دستگاه تبديل فوريه مادون قرمز

در روش مادون قرمز ارتعاش پيوندها بررسي مي‌شود كه در اثر تغيير طول پيوند و يا زاويه پيوند در مولكولها صورت مي‌گيرد. ارتعاش مولكول‌هايي با ممان دو قطبي دايم ايجاد ميدان الكتريكي متغير بر حسب زمان مي‌كند و موجب تاثير متقابل آن با تابش مي‌شود. بنابراين نياز به اين است كه ممان دو قطبي آن در حين ارتعاش تغيير كند لذا اكثر مواد به جز مواد غير قطبي نظير Cl2 در اين ناحيه جذب دارند و در نهايت از نسبت درصد عبور برحسب عدد موجي طيف IR حاصل مي‌شود.

مزاياي دستگاه FT-IR
از محدوديت‌هاي IR معمولي فقدان منابع و آشكارسازهاي مناسب مي‌باشد و لذا داراي نويزهاي بزرگ و نسبت S/N بسيار كوچك مي‌باشد.
روش تبديل فوريه بر اين محدوديت‌ها فايق آمده و داراي چند امتياز است:

1-فاقد تكفام كننده است و تفكيك طول موج‌ها توسط تداخل سنج مايكلسون انجام مي‌شود و طول موج‌ها بدون كاهش شدت به نمونه مي‌تابد ودر يك لحظه به دتكتور مي‌رسد و سبب افزايش S/N مي‌شود.

2-زمان طيف گيري بسيار كوتاه و در حد ثانيه است كه تكرار اندازه‌گيري‌ها را ميسر مي‌سازد.

3- قابليت آناليزنمونه‌هايي با مقادير بسيار كم را نيز دارا مي‌باشد.

4- حساسيت و قدرت تفكيك دستگاه بالا مي‌باشد.

 

[mitra212]

5- رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) :
طيف سنجي رزونانس مغناطيس هسته‌ شامل اندازه‌گيري ميزان انرژي لازم براي تغيير هسته‌هاي اسپين دار از يک جهت‌گيري پايدار به جهت‌گيري ناپايدارتر در يک ميدان مغناطيسي است. از آنجا که هسته‌هاي اسپين‌دار در ميدان مغناطيسي در فرکانس‌هاي مختلف تغيير جهت مي‌دهند، فرکانس متفاوتي از تابش جذبي براي عوض کردن جهت‌گيري هسته‌هاي اسپين‌دار نياز مي‌باشد. فرکانسي که در آن جذب صورت مي‌گيرد براي تجزيه و طيف‌سنجي به کار برده مي‌شود. به طور معمول بيشتر اندازه‌گيري‌هاي ‌NMR براي H انجام مي‌شود. اندازه‌گيري ساير هسته‌ها اغلب با استفاده از روش‌هاي افزايش علامت به منظور مشاهده طيف، انجام مي شود.
وقتي پروتوني را در ميدان مغناطيسي خارجي قرارمي دهيم حاصل قرار گرفتن آن ايجاد چرخشي ديگر است. به فركانس چرخش پروتون در ميدانمغناطيسي فركانس تقدمي پروتون ها مي گويند و پروتونها به این ترتیب مي توانندامواجي هم فركانس با فركانس چرخش را جذب كنند و جذب و نشر انرژي در پروتون هااتفاق مي افتد.در ساخت دستگاه NMR به دو طريق مي توان عمل كرد.1- تغيير ميدان مغناطيسي2- تغيير فركانس رادیویی دستگاهي كه در آن فركانس ثابت است و ميدان را به ميزانمختصر تغيير مي دهيم ساده تر است. دستگاههاي NMRميدان آنها در محدوده كوچكي تغيير مي كند و فركانس ثابتي به همه پروتون ها ميتابد.بنابراين اين نوع دستگاه يك ميدان اوليه ثابت و يك ميدانثانويه متغير دارد كه sweep generator اين كار را انجام مي دهد. به ایندستگاهها دستگاه continuous wave (c.w) میگویند.

تهيه نمونه:مهمترين حلال بدون پروتون در NMR ،ccl[SUB]4[/SUB]است اگر تركيب در آن حل شود ، بعدCDCL[SUB]3[/SUB] كلروفرم دو تره و بعد CD[SUB]3[/SUB]ODمتانول دوتره و D[SUB]2[/SUB]O و در نهايت DMSO دي متيل سولفوكسايد استفاده ميشود(هر چه تعداد D در حلال بيشتر شود گران تر مي شود.)حلال هاي دو تريوم صد در صد خالص نيستند و پيك حلال ديده ميشود مثلا پيك پروتون كلرفروم مربوط به CDCL[SUB]3[/SUB] در 7.22ppm ظاهر مي شود معمولا حلال هاي 99.5% استفاده مي شود البته 99.999% هم وجود دارد كه خيلي گران است.اگر جسم در هيچ كدام از حلال هاي گفته شده حل نشد در CF[SUB]3[/SUB]COOH حل مي كنيم پروتون اسيد پيك مي دهد. اگر در حدود ppm12-11 ببينيم احتمال مي دهيم پيك اسيداست براي مطمئن شدن بعد از طيف گرفتن يكي دو قطره آب دو دوتره اضافه مي كنيم ودوباره پيك مي گيريم اگر پيك شدتش خيلي كم شد پروتون اسيد بوده كه قابل تبادل بودهاست.براي كاليبراسيون دستگاه NMRاز تركيبي استفاده مي شود كه پيك هاي sharp داشته باشد، مثل اتيل بنزن كه سه نوعپروتون و سه پيك دارد.

اجزاء تشکيل دهنده دستگاه NMR

1) آهنربا:
در طيف‌سنج‌هاي تجاري NMR هم آهنرباهاي دائم و هم آهنرباهاي الکترومغناطيسي با ابعاد بزرگ مورد استفاده قرار مي‌گيرند. نوعاً ميداني در حدود 14000 گوس بين قطعات قطب‌هاي مغناطيسي که قطري برابر 12 اينچ يا بيشتر دارند، برقرار مي‌شود. مشخصات کارکردي آهنربا به خصوص براي کارهاي با تفکيک بالا، حساس و پراهميت است. ميدان ايجاد شده بايد در محوطة حضور نمونه، تا يک قسمت در108 همگن باشد و بايد تا درجة مشابهي در زمان‌هاي کوتاه پايدار بماند. براي داشتن چنين خصوصياتي، به ابزارسازي تکامل يافته‌اي که مجهز به ابزار پس خور جهت تصحيح در افت و خيز است، نياز مي‌باشد.

2- پيمايش گر ميدان مغناطيسي :
استقرار يک جفت سيم‌پيچ به صورت موازي با سطوح مغناطيسی، تناوب ميدان اعمال شده در يک گسترة کوچک را امکان‌پذير مي‌سازد. با تغيير يک جريان مستقيم از ميان اين سيم‌پيچ‌ها، ميدان مؤثر را مي‌توان بدون از دست دادن همگني ميدان، تا چند صدميلي گوس تغيير داد.
معمولاً قدرت ميدان به طور خودکار و به طور خطي با زمان تغيير مي‌کند و اين تغيير با حرکت کاغذ ثبات همزمان است. براي يک دستگاه 60 مگاهرتزي، گسترة پيمايش ميدان برابر 1000 هرتز (235 ميلي‌گوس) يا چيزي حدود آن است.

3- منبع فرکانس راديويي:
علامت حاصل از يک نوسانگر فرکانس راديويي (فرستنده) به داخل يک زوج سيم‌پيچي که عمود بر مسير ميدان نصب شده‌اند. خورانده مي‌شود و در نتيجه يک پرتو تابش قطبيدة مسطح به دست مي‌آيد. معمولاً از يک نوسانگر ثابت دقيقاً 60 مگاهرتزي استفاده مي‌شود. فرکانس براي کار با تفکيک بالا، بايد تا حدود يک قسمت در °10 ثابت باشد. توان خروجي اين منبع کمتر از وات است و بايد تا شايد به مقدار يک درصد در يک فاصله زماني چندين دقيقه ثابت باشد.

4- آشکارساز و سيستم ثبات:
علامت فرکانس راديويي ايجاد شده توسط هسته‌هاي در حال رزونانس، به وسيله سيم‌پيچي که ظرف نمونه را احاطه کرده است و به صورت عمود بر سيم‌پيچ منبع قرار دارد، آشکار مي‌شود. علامت الکتريکي توليد شده در سيم‌پيچ‌ها کوچک است و بايد به ضريبي برابر °10 يا بيشتر تقويت گردد تا بتواند ثبت شود.

5- ظرف نگهدارنده نمونه:
سلول متداول براي نمونه در NMR مرکب از يک لوله شيشه‌اي به قطر 5 ميلي‌متر است که حدود 0/4 ميلي‌متر از مايع در آن قرار مي‌گيرد. لوله‌هاي کوچکتر براي نمونه‌هايي با حجم کمتر نيز در دسترس است

 

[S H i M A]

اسپکتروفتومتر

روشهاي طيف سنجي بر اساس بر هم كنش تابش الكترومغناطيسي با ماده بنيان

گذاري شده است و چون امواج الكترومغناطيس، حاصل كاهش سرعت ذرات با بار

الكتريكي است بنابراين توسط ماده جذب شده و سبب افزايش سرعت ذرات ميگردد.

علاوه بر اين انرژي نوراني در بر هم كنش با ماده و جذب آن توسط ماده، باعث بر

انگيختن ماده به ترازهاي انرژي بالاتر مي گردد.

بنابراين بسته به شدت و قدرت انرژي وارده به ذره با ماده بر هم كنش كرده و پديده

خاصي را سبب ميگردد كه اساس اندازه گيريهايي نظير اسپكتروفتومتري را تشكيل

مي دهد و می تواند شامل كليه نواحي طيف الكترومغناطيس از اشعه گاما و ناحيه

مريي تا امواج راديويي باشد. در اين رابطه، روشهاي جذب، نشر، شكست، پراش

(Diffraction) و پلاريزه شدن نور را مي توان مورد توجه قرار داد كه مهمترين آنها روش

هاي اسپكتروفتومتري جذبي و نشري و فلورسانس است.


طول موج نور مريي بيشتر و در نتيجه انرژي آن كمتر از UV است. در اثر تابش نور به

ماده در آن نقل و انتقالات الكتروني صورت مي گيرد، e ها تحريك شده و به سطوح

انرژي بالاتر مي روند.

بسته به ساختمان شيميايي جسم، نقل و انتقالات الكتروني مختلفي مي تواند

صورت گيرد، و محل جذب بستگي به ساختمان شيميايي ماده دارد.

بنابراين از g[SUB]max[/SUB]براي شناسايي مواد استفاده مي شود كه طول موجي است كه

در آن حداكثر جذب صورت مي گيرد و براي تعيين غلظت جسم مجهول g[SUB]max[/SUB] را به

نمونه مي تابانيم. مقدار جذب از قوانين جذب Bear & Lambert پيروي مي كند و

از رابطه A=e lc محاسبه مي شود.


معمولا در محدوده اي كه جذب با غلظت رابطه خطي دارد ،تعيين مقدار انجام مي

شود.اگر غلظت نمونه و استاندارد به هم نزديك باشد و غلظتها هم در محدوده

خطي باشند، مي توان با استفاده از تناسب محاسبات را انجام داد.



اجزاء و قسمتهاي مختلف دستگاه اسپكتروسكوپ:


اسپكتروفتومتر از دو بخش اسپكترومتر و فتومتر تشكيل شده است. اسپكترومتر

بخشي است كه نور منوكروم را ايجاد كرده و داراي منبع نور، عدسي، شكافها،

منوكروماتور (صافي، منشور يا ((Grating system) مي باشد. بخش فتومتر داراي

اسباب سنجش نور مي باشد.


1- منبع نوراني:

منبع نور مورد استفاده در اسپكتروفتومتر بسته به ناحيه مورد استفاده، متفاوت

مي باشد. براي نورهاي مرئي از لامپ تنگستن استفاده مي شود كه نورهايي

با طول موج بين 350 تا 800 نانومتر ايجاد مي كند. و براي نورهاي ماوراء بنفش

(UV) از لامپ جيوه، هيدروژن استفاده مي شود. اين لامپها در ناحيه بين 200

تا 600 نانومتر بكار مي روند. در دستگاههاي پيشرفته تر هر دو نوع لامپ وجود

دارد.


2- عدسي ها (آينه ها) :

براي كنترل كردن مسير نور، وجود عدسي لازم است. به جاي عدسي ها از

آينه هايي كه به شكل نيمدايره يا محدب ساخته شده اند مي توان استفاده

نمود.


3- شكافها (slits):

در هر اسپكتروفتومتري دو شكاف وجود دارد: يكي را شكاف ورودي و ديگري را

خروجي مي گويند.

شكافها رل مهمي در جداكردن نور دلخواه با طول موج مشخص دارند. به همين

جهت اندازه اين شكافها بسيار مهم هستند. بيشتر دستگاهها پيچي دارند كه

اندازه اين شكافها را مي توان برحسب احتياج تغيير داد.

هر چه طول اين شكافها بيشتر باشد پهناي نور عبوري (band-pass) بيشتر بوده

و دامنه طول موج آن نيز زياد مي باشد و به عبارت ديگر نورهاي ديگري كه مورد

نياز نيستند عبور مي كنند. اين نور اضافي را Stray light مي نامند.


4- منوكروماتور(monochromators) :

اشعه نوراني پس از عبور از عدسي ها و شكاف مقدار و مسير آنها كنترل شده

سپس به دستگاهي كه مي تواند نور پلي كروم را به منوكروم تبديل كند وارد مي

شود.

پس نوري با طول موج مشخص و انتخابي به وجود مي آورند. دو نوع منوكروماتور

وجود دارد: منشور و Grating.


5- محل نمونه:

ظرف محتوي نمونه را سل يا كووت (cuvett) مي نامند كه از جنس شيشه، كوارتز

يا پلاستيك است. براي اندازه گيري شدت رنگ محلولها و بلانک بكار مي رود.

سلهاي شيشه اي و پلاستيكي براي ناحيه مرئي به كار مي رود و در ناحيه ماوراء

بنفش از سل كوارتز استفاده مي شود. طول سلها معمولا 1 سانتي متر است و

سلهايي با طول cm 1/0 تا cm 10 نيز موجود مي باشد. محل قرار گرفتن نمونه

بسته به اينكه دستگاه جايگاه جدا براي رفرنس (بلانك) دارد يا نه، Single beam

و Double beam نام دارد.

كووت ها برحسب نوع شيشه و شكل چند نوع مي باشند.


- كووتهاي مكعبي: سطح مقطع اين كووت ها مربع بوده و از جنس شيشه خالص

(براي نورهاي مرئي) و كوارتز( براي نور ماوراء بنفش) ميباشند. شيشه نور مرئي

را از خود عبور مي دهد ولي نور ماوراء بنفش را به مقدار زيادي جذب مي كند.

كووتهاي مكعب، گران و كاركردن و تميز نگهداشتن آنها دقت بسيار لازم دارد.


- كووتهاي گرد: سطح مقطع اين دسته از كووتها گرد بوده و براي كارهاي روزمره

آزمايشگاهي بكار مي روند. با همه دقتي كه در ساختن كووتها مي شود ،مكرر

ديده مي شود كه آيا A دو كووت مشابه، يكسان نيست.

براي جلوگيري از استفاده كووتهاي ناجور بايد آنها را كاليبره نمود.


براي كاليبره كردن كووتها محلولي را كه نسبتا پايدار است مثل هموگلوبين با غلظت

50 ميلي گرم درصد ميلي ليتر تهيه مي نمايند.

بايد T اين محلول در طول موج nm 540 برابر 3/0 ± 50% باشد. راه ديگراينست كه

به جاي كاليبره كردن كووتها از يك كووت براي شاهد و استانداردو نمونه استفاده

كنند.


نكات زير را بايد درباره كووت ها رعايت كرد:

- هرگز قسمت پايين كووت را با دست نمي گيرند چون نور از اين قسمت كووت

عبور مي كند.


- کووت را دو بار با محلول مورد آزمايش آبكشي مي نمايند.


- موقع استفاده از كووت ها آنها را با پارچه نرمي كه پرز ندهد پاك ميكنند در صورت

امكان از كاغذهاي مخصوص پاك كردن عدسي استفاده مي نمايند.


- محلول داخل كووت بايد عاري از حباب هوا باشد.


- كووت را طوري در اسپكتروفتومتر قرار مي دهند كه علامت مخصوص روي كووت

به طرف خواننده باشد.


- معمولا از همان مسيري كه كووت را در اسپكتروفتومتر قرار داده اند از همان

مسير هم آن را خارج مي كنند.


- وقتي از دستگاه استفاده نمي شود دريچه روي محفظه كووت را مي بندند.


- كووتها را با محلول تميز كننده قوي نمي شويند. حتي در محلولهاي ضعيف نيز

به مدت طولاني قرار نمي دهند.


- در صورت اجبار داخل كووت را با سوآپ پنبه اي تميز مي كنند.


- از كووتهاي كاليبره نشده استفاده نمي كنند.


- بايد اندازه كووت و حجم محلول اندازه گيري مناسب باشد.


6- دتكتور (نور سنج):

نور پس از عبور از عدسيها و شكافها و منوكروماتور به محلول لوله آزمايش رسيده

و از آنجا به نورسنج مي رود.

اسباب منوكروماتور، نور دلخواه و با طول موج مشخص را به لوله آزمايش ميتاباند.

رنگ اين نور مكمل رنگ محلول است.

اگر رنگ محلول سبز- آبي (مثل تعيين مقدار گلوكز بوسيله ارتو تولوييدين) به طول

موج nm 495-475 باشد رنگ *****- منشور يا گريتينگ بايد نارنجي يا نزديك آن

با طول موج بين nm 620-600 باشد. چون رنگهاي نارنجي مكملش سبز-آبي

است. بنابراين وقتي منوكروماتور رنگ مكمل رنگ محلول را به لوله آزمايش مي

تاباند مقداري از آن توسط محلولي كه در لوله وجود داشته و بستگي به غلظت

مواد مورد آزمايش دارد ،جذب شده و بقيه آن به نورسنج مي رسد. نورسنج با

تبديل انرژي نوراني به انرژي الكتريكي قادر است كه مقدار جذب اين نور را به

وسيله محلول و يا درصد ترانس – ميتانس آن اندازه گيري نمايد.

دتكتورها شامل انواع فتوشيميائي، فتوالكتريكي و حرارتي مي باشد كه در ناحيه

مرئي و ماوراء بنفش از دتكتورهاي فتوالكتريكي مانند فتوولتتيك و فتوتيوب و

فتومولتي پلاير تيوب استفاده مي شود.


7- ركوردر (الكتريك سنج) :

در اسپكتروفتومتر احتياج به دستگاهي است كه جريان الكتريكي دتكتور را

اندازه بگيرد.

دو سيستم گالوانومتر و نول پوينت وجود دارد كه در اسپكتروفتومترهايي كه

داراي نواحي مرئي باشند معمولا از يك گالوانومتر يا صفحه ديجيتالي استفاده

مي شود.


طرز كار:


1- پس از اتصال به برق مدتي بايد صبر كرد تا دستگاه گرم شود


2- طول موج ماكزيمم را روي دستگاه تنظيم مي نمايند.


3- در شرايطي كه جا سلي دستگاه، خالي است با در باز يا بسته (بستگي

به نوع دستگاه دارد) صفر ترانس ميتانس را تنظيم مي كنيم.


4- بلانك آبي و بلانكهاي ديگر را در جا لوله اي دستگاه گذاشته آن را روي

صددرصد T و يا صفر A تنظيم مي كنند.


5- نمونه ها را در سل ريخته و مقدار جذب آنها را مي خوانيم.



6- سلها حتما بايد تميز بوده و قطرات محلول اطراف آن بايد با دستمال كاغذي

پاك شود.


اسپكتروفتومتري ناحيه مرئی Vis - Spectrophotometer


هدف: اندازه گيري غلظت بي كرومات (k[SUB]2[/SUB]cr[SUB]2[/SUB]o7) در يك محلول مجهول

روش كار:


ابتدا استوك (stock) بي كرومات پتاسيم را تهيه مي كنيم. مقدار موردنياز

جهت تهيه محلول ppm 1000 از يون كروم را محاسبه كرده پس از وزن

كردن در بالن ژوژه 1000 مي ريزيم، cc 15 اسيد سولفوريك غليظ به آن

اضافه كرده با آب مقطر به حجم مي رسانيم.

از اين محلول، محلولهايي با غلظت هاي (cc 100 /mg 9، 7، 5، 3، 1) كه

همين حجم را بايد به بالن 100 به حجم برسانيد، تهيه كرده و مقدار جذب

نمونه هاي مجهول را توسط دستگاه مي خوانيم. در پايان نمودار جذب بر

حسب غلظت را رسم كرده، غلظت نمونه مجهول را بدست مي آوريم.





اسپکتروفتومتری ماوراء بنفش UV


روشهاي طيف سنجي براساس بر هم كنش تابش الكترومغناطيسي با

ماده بنيان گذاري شده است.چون امواج الكترومغناطيس، حاصل كاهش

سرعت ذرات با بار الكتريكي است بنابراين توسط ماده جذب شده و سبب

افزايش سرعت ذرات مي گردد. علاوه بر اين انرژي نوراني در بر هم كنش

با ماده و جذب آن توسط ماده، باعث برانگيختن ماده به ترازهاي انرژي بالاتر

مي گردد. بنابراين بسته به شدت و قدرت انرژي وارده به ذره با ماده بر هم

كنش كرده و پديده خاصي را سبب ميگردد كه اساس اندازه گيريهايي نظير

اسپكتروفتومتري را تشكيل مي دهد.و می تواند شامل كليه نواحي طيف

الكترومغناطيس از اشعه گاما و ناحيه مريي تا امواج راديويي باشد.

در اين رابطه، روشهاي جذب، نشر، شكست، پراش (Diffraction) و پلاريزه

شدن نور را ميتوان مورد توجه قرار داد كه مهمترين آنها روشهاي اسپكترو

فتومتري جذبي و نشري و فلورسانس است.


طول موج نور مريي بيشتر و در نتيجه انرژي آن كمتر از UV است. در اثر تابش

نور به ماده در آن نقل و انتقالات الكتروني صورت مي گيرد، e ها تحريك شده

و به سطوح انرژي بالاتر مي روند. بسته به ساختمان شيميايي جسم، نقل

و انتقالات الكتروني مختلفي مي تواند صورت گيرد، و محل جذب بستگي به

ساختمان شيميايي ماده دارد. بنابراين از g[SUB]max[/SUB]براي شناسايي مواد استفاده

مي شود كه طول موجي است كه در آن حداكثر جذب صورت مي گيرد و براي

تعيين غلظت جسم مجهول g[SUB]max[/SUB] را به نمونه مي تابانيم.

مقدار جذب از قوانين جذب Bear & Lambert پيروي مي كند و از رابطه A=e lc

محاسبه مي شود.


معمولا در محدوده اي كه جذب با غلظت رابطه خطي دارد ،تعيين مقدار انجام

مي شود.اگر غلظت نمونه و استاندارد به هم نزديك باشد و غلظتها هم در

محدوده خطي باشند، مي توان با استفاده از تناسب محاسبات را انجام داد.




هدف: تعيين مقدار قرص هاي آسپيرين 100 ميلي گرمي

روش كار:


10 عدد قرص آسپيرين 100 ميلي گرمي را وزن كرده در هاون ساييده، ميانگين

وزن 1 قرص را در اندكي آب مقطر حل مي كنيم.

اكسپيان آن که نشاسته است در آب حل نمي شود، پس آن را صاف كرده به

بالن ژوژه ml 100 منتقل كرده با آب مقطر به حجم ml 100 مي رسانيم. از اين

محلول ml 5/2 برداشته در بالن ژوژه ml 100 ديگري با ml 5 اسيد كلريدريك

مخلوط كرده با آب مقطر به حجم مي رسانيم.


چرا Hcl؟

اگر اسيد اضافه نكنيم، بدليل حالت تعادل بين فرم يونيزه و غيريونيزه آسپيرين

تعيين مقدار غيرممكن است. كه با افزودن اسيد تعادل به سمت فرم غير يونيزه

مي رود. g[SUB]max[/SUB] آسپيرين در محيط اسيدي و قليايي متفاوت است.


25 ميلي گرم پودر آسپيرين استاندارد را در بالن ژوژه ml 100 به حجم رسانده،

ml 10 از آن برداشته با ml 5 اسيد كلريدريك مخلوط کرده به حجم ml 100می

رسانيم.


در مرحله بعد ،در دستگاه UV محلول استاندارد آسپيرين را scan كرده تا g[SUB]max[/SUB]

آسپيرين را پيدا كنيم. آسپيرين دو جذب دارد يكي در حدود nm 230 و ديگري

در حدود nm 300 .


جذب نمونه معلوم و مجهول آسپيرين را اندازه گيري كرده براساس آن درصد نمونه

آسپيرين و غلظت نمونه مجهول را گزارش كنيد (با كمك فرمول).



اسپکتروفتومتری جذب اتمی Atomic Absorption


Atomic Absorption از تركيب متدهاي جذب و نشر حاصل شده است

(emission-Absorption) و روش دقيق و حساسي است. اسپكتروفتومتر

جذب اتمي مقدار نور جذب شده به وسيله اتمهاي تهييج نشده موجود در

شعله است كه با غلظت نمونه متناسب است. انرژي الكترون آخرين مدار هر

اتمي با انرژي الكترون مدار آخر اتمهاي ديگر تفاوت دارد. پس با توجه به رابطه

پلانك E=hγ هر اتمي طول موج مخصوص دارد. كه بر اين اساس دستگاه AA

ساخته مي شود.

هر چه تغييرات جذب در اتم هاي مختلف به هم نزديكتر باشد دستگاه حساس

تر مي شود.


با توجه ترازهاي مختلف انرژي براي اتمي (طول موجهاي مختلف) اولين تراز مورد

نظر است كه همان الكترون آخرين مدار است كه به اولين تراز تحريك برود. احتمال

انجام انتقال بين تراز پايه و اولين تراز تحريكي از هم بيشتر است. براي هر عنصر

طول موجهاي مختلفي است ولي يك طول موج حساس تر است.

قسمت Atomizer همان شعله است. كه اتمها بصورت آزاد در حال پايه مي آيند.

قانون بيرلامبرت فقط در محدوده خطي منحني ها صدق مي كند.


رابطه جذب و نشر بدين صورت بيان مي شود كه تمام مواد نور را در طول موجي

جذب مي كنند كه منتشر مي كنند. بنابراين نور قابل جذب براي اتمهاي يك عنصر

مثل cu بابستي وسيله اتمهاي آزاد همان عنصر كه به حالت تهييج شده هستند

منتشر كردد.


نظير فيلم فتومتر: نمونه بصورت ذرات ريز وارد شعله مي شود. و با اين تفاوت كه

يك لامپ بنام (هالوكاتد) قبل از شعله قرار گرفته است. جنس لامپ از شيشه

است. كاتدهائي هستند كه از چند عنصر تشكيل شده اند.كاتد لامپ از جنس

عنصر موردنظر و آند تنگستن مي باشد. گاز موجود در لامپ هليوم- نئون يا آرگون

است. فشار داخل لامپ 1-2 ميلي متر جيوه و ولتاژ بكار رفته (1000-600 ولت)

است. ابتدا گاز موجود در لامپ يونيزه شده و برخورد كاتيونهاي گاز به كاتد باعث

خارج شدن اتمهاي آن عنصر مي گردد.

برخورد اين اتمها به ذرات گاز، باعث تهييج آنها شده و نور منتشر مي كنند كه

اين نور بطرف شعله فرستاده مي شود شعله بايستي در جهت افقي عريض بوده

و طول قسمت عمودي آن كم باشد درجه حرارت شعله مقدار بسيار كمي از اتم

هاي موجود در شعله (حدود يك درصد) بحالت تهييج در مي آورد و 99 درصد اتمها

بحالت تهييج نشده باقي مي ماند. نور منتشر شده از لامپ به وسيله ي اين 99

درصد جذب شده و باعث انتقال الكتروني در آنها مي شود، پس مقدار نور جذب

شده متناسب با غلظت اتمهاي تهييج نشده موجود در شعله است كه به درجه

حرارت شعله بستگي ندارد.

از A.A براي كنترل محصولات در صنعت از نظر عناصر موجود و اندازه گيري يك

فلز در مجاورت فلزات ديگر و مقادير كم مثل PPM يا trace استفاده مي شود.

و حدود 65 عنصر را با اين روش مي توان اندازه گرفت.


براي تجزيه كمي: ابتدا صفر دستگاه را با آب تنظيم مي كنيم. و بعد منحني را بر

حسب استانداردهاي مختلف و درجات خوانده شده رسم مي كنيم. سپس نمونه

مجهول را در دستگاه قرار داده و مي خوانيم قسمت هاي مختلف دستگاه در كاتد

عنصر مورد نظر وجود دارد.


اجزاء و قسمتهاي مختلف دستگاه اتميک


1- لامپ: - منبع نور H.C.L. است. از كاتد همان عنصر مورداندازه گيري است. گاز

نئون بهتر از ارگون است. كاتد توخالي است تا تجمع اتم هاي تحريك شده در آنجا

بيشتر شود و شدت نور ايجاد شده بيشتر باشد. هر چه شدت نور بيشتر باشد

( البته نه با يك رابطه مستقيم) جذب بيشتر مي شود. يعني سيگنال الكتريكي

بزرگتر است و راحت اندازه گيري ميشود پس غلظتهاي كمتري هم اندازه گيري

مي شود.


شدت نور هم با شدت جريان اعمال شده لامپ بيشتر مي شود. ولي نه با افزايش

بيشتر از حد ماكزييم چون عامل خود جذبي self absorption داريم.

اتمهاي Al تحريك نشده نور شستشو شده را جذب مي كنند. هر چه شدت جريان

كمتر است حساسيت بيشتر است يعني تغييرات جذب نسبت C بيشتر است.

افزايش شدت جريان بيشتر از حدمجاز باعث كاهش عمل لامپ مي شود. عناصري

كه خواص فيزيكي مشابه داشته باشند و براي تحريك آنها انرژي نزديك بهم لازم

باشد. و lهاي آنها هم روي هم نباشد براي تهيه لامپهاي Multielement بكار مي

رود يكي از موثرترين لامپهاي چندعنصري مي باشد.سعي شده از يك منبع براي

چند عنصر استفاده شود مثلا لامپ Xenon بعنوان منبع پيوسته بكار رفته است.

(لامپ گزنون w 500) كه در اين صورت احتياج به منوكروماتورهاي دقيق داريم كه

lها را بخوبي تفكيك كند.

لامپ دوتريم كه مناسب 200-350nm است. طيف پيوسته مي دهد كه خطوط

مختلف تفكيك نمي شوند.


2- Burner (استيلن- هوا):شعله خطی مناسب است .صحت و دقت جوابها به

کار nubolizer بستگی دارد که قسمتی از burner است .

85% محلول از دستگاه خارج مي شود. nubolizer بايد قطعاتي با قطر يكسان و

آئروسلهاي يكسان ايجاد كند بايد قطر ذرات كم و نزديك بهم باشد. چون اتفاقي كه

در شعله براي قطعات مي افتد بستگي به جرم آنها دارد.


اگر nubolizer 1% از محلول را با قطر يكسان به شعله برساند بهتر است با 20%

از محلول را با قطرهاي مختلف برساند. ml نمونه كه در دقيقه به شعله مي رسد

uptake rate مي گويند.

تا حد زيادي uptake باعث زياد شدن جذب مي شود بيشتر از آن يا تاثيري ندارد

و يا باعث سردشدن شعله مي شود و سيگنال را كاهش مي دهد.


جابجايي پلاسميد (دقت گلوله اي شيشه اي) نيز باعث كاهش جذب مي شود.

اين يك فاصله اپتيم دارد. اگر حلال مخلوط آبي و آلي باشد uptake افزايش مي

يابد. ايجاد تعداد اتمهاي بيشتر در شعله به عواملي بستگي دارد:

1- دماي شعله 2- نشر شعله


دما به نوع سوخت اكسيدانت بستگی دارد. نسبت سوخت و اكسيدانت 1 به

1 است .


هوا – هيدروژن کمترين مزاحمت را براي طول موجهاي UV دارد چون T آن صفر

است.


3- شکاف (Slit) :nm 0.2-0.5-1-2 كه هرچه شكاف بيشتر باشد حساسيت

كمتر است.


4- منوكروماتور: منشور‚ مانع طيف شعله مي شود. براي مس 324.0 nm از نوع

كوچك است


اتميک


محلولي از سولفات مس به غلظت PPM 500 از يون مس تهيه كنيد. بعد غلظتهاي

0.3, 0.1, 0.9, 0.7, 0.5, از يون مس تهيه كرده و سپس جذب انها را مي خوانيم.

و منحني استانداردهاي غلظت را برحسب جذب رسم مي كنيم. و بعد با خواندن

جذب مجهول غلظت مجهول را بدست مي آوريم.

 

[S H i M A]

اسپکتروسکوپی مادون قرمز Infra red ) IR )

اجزاء و قسمتهاي مختلف دستگاه اسپكتروسكوپ


منبع نور :

معمولا لامپ نرنست ( Nernst ) است که شامل میله ای است که مخلوط اکسید

زیرکونیوم ( Zirconium ) ، ایتریوم( Yttrium ) و اربیوم ( Erbium ) می باشد و به

کمک برق تا oC 1500 ۫گرم می شود .


محل نمونه :

چون شیشه و کوارتز تقریبا همه طول موجهای ناحیه مادون قرمز را جذب می کنند ،

از این رو نمی توانند به عنوان سل و یا به عنوان منشور دستگاه IR بکار روند. نمک

های هالوژنه به این منظور بکار میروند و معمولا از کلرور سدیم به عنوان سل نمونه

استفاده می شود ، که چون در آب حل میگردد، اگر نمونه حاوی آب باشد ، از سل

AgCl و یا برخی از پلیمرها استفاده می گردد.


منو کروماتور :

باید از جنس نمکهای هالوژنه باشد.



دتکتور :

از نوع حرارتی و ترموکوپل است . میزان انرژی نورانی جذب شده متناسب با میزان

حرارت ایجاد شده می باشد .



رکوردر ( ثبات ) :

طیف نمونه را رسم می کند.



کاربرد طیف IR

1- از دستگاه IR بیشتر جهت شناسایی گروههای مختلف موجود در مواد استفاده

می شود . ناحیه خاصی از IR که به نام ناحیه اثر انگشت یا Fingerprint نامیده

می شود ( ناحیه 910 – 1430 cm-1) وجود دارد که طیف IR هر جسم مختص

همان جسم بوده و برای اثبات یکسان بودن دو جسم از این ناحیه استفاده میشود.

از روی طیف IR یک جسم مجهول میتوان گروههای مختلف موجود در آن را بدست

آورد.

2- کاربرد از لحاظ کمی :مقدار مشخصی از نمونه در حلال حل می کنيم و در طول

موج خاص درصد ترانس ميتانس %T را بدست می آوريم. با توجه به نمونه معلوم،

غلظت مجهول را بدست می آوريم.در بین تعداد نوار های جذبی متعدد ، باید نوار

هایی را جهت تعیین مقدار استفاده کرد که از قانون بیر لامبرت به خوبی پیروی

کنند.


اماده سازی نمونه

نمونه جامد :

معمولا حدود 5 تا 15 میلیگرم نمونه را با حدود 400 میلی گرم برمور پتاسیم خالص

و خشک مخلوط کرده ، بصورت پودر نرم و یکنواخت در آورده و با فشار زیاد بصورت یک

قرص نازک و شفاف در می آوریم . KBr در طول موج 2.5 تا 25 میکرون جذب ندارد

و این امکان میدهد که از نمونه طیف کاملی به دست آوریم.

میتوان از نمونه جامد به صورت سوسپانسیون ذرات بسیار ریز طیف گرفت . در این

صورت حدود 5 میلی گرم جسم را با یک قطره از Nujol ( یک هیدرو کربور اشباع

شده پارافینی با وزن مولکولی بالا ) به صورت سوسپانسیون یکنواخت تهیه میکنیم .

نوژول در نواحی 3030 – 2860 cm-1( بخاطر ارتعاشات کششی پیوند C-H) و

همچنین در نواحی 1460 و 1374 cm-1 (ارتعاشات خمشی پیوند C-H ) جذب

دارد .

وجود جذب در نوژول باعث میشود که اگر جسم در این نواحی جذب داشت، تداخل

ایجاد شود ، که در این صورت میتوان از هگزا کلرو بوتا دی ان استفاده کرد که فاقد

پیوند C-H می باشد و در نتیجه میتوان جذب مربوط به C-H نمونه را مشاهده

کرد.


نمونه مایع :

میتوان 2 قطره از مایع را بین دو سل کلرور سدیم قرار داد .

اگر نمونه محلول حاوی حلال باشد ، چون همه حلالها در نواحی مختلف IR کم و

بیش جذب دارند، باید از حلال تنها به عنوان شاهد استفاده کرد .

اگر نمونه با ويسکوزيته کم يا فرار باشد، از سلهای با ضخامت 0.1 میلیمتر استفاده

می شود .


نمونه گاز :

اگر نمونه به صورت گاز باشد از سل هایی که 10 سانتی متر طول دارد ،استفاده کرده

و نمونه را به فضای آن تزریق می کنیم .



کاليبراسيون :

برای کاليبره کردن دستگاه از فيلمهای پلی اتيلن يا پلی استيرن استفاده می کنيم

که در نواحی خاصی پيک شارپ دارند. بعنوان مثال اگر پيکی در 907 کاليبره است و

دستگاه پيک رسم شده را در 905 داد. اختلاف را محاسبه کرده در مورد نمونه اعمال

می کنيم.

نکته قابل توجه اين است که در هر محدوده پيکها را بطور جداگانه بايد بررسی کرد.

 

[S H i M A]

اسپکتروفلوریمتری Spectroflourimetry

روشهاي مختلفي كه يك مولكول مي تواند انرژي بدست آمده در اثر جذب را رها

نمايد بررسي مي كنند.

وقتي دفع انرژي به صورت انتشار امواج و در جهات مختلف صورت گيرد اين پديده

را فتولومينانس مي گويند كه دو پديده مهم در فتولومينانس، فسفرسانس و

فلورسانس است. كه اين دو پديده را از اندازه گيري مدت زمان حالت برانگيخته

شد نشان می شناسند، كه پديده فسفرسانس بيشتر از فلورسانس مي باشد.

اما از نظر تجزيه فلورسانس مهمتر از فسفرسانس بوده و تاييد بيشتري خواهد

شد. به كمك اندازه گيري شدت فلورسانس غلظت هاي بسيار كم از اجسام

آلي و معدني را مي توان اندازه گرفت. اگر زمان نشر نور بين[SUP]5-[/SUP]10 تا [SUP]8-[/SUP]10 ثانيه،

باشد فلورسانس و اگر از [SUP]4-[/SUP]10 ثانيه بيشتر باشد فسفرسانس مي گويند،

حساسيت روش فلورسانس بيشتر از روش جذبي است و مي توان غلظت

هاي بسيار كم حدود ppm (چند قسمت در ميليون) يا 10/1 ppm را اندازه

گرفت ولي كاربرد فلوريمتر كمتر از روشهاي جذبي است چون اجسامي كه

قادر به توليد فلورسانس باشند كم هستند.

از دو پديده فلورسانس و فسفرسانس در تجربه كمي و كيفي استفاده ميكنند

كه استفاده فلورسانس در روش كمي بيشتر است. فلورسانس با غلظت های

بسيار كم (مقادير جزئي از غلظت رابطه خطي دارد). كاربرد دارد لذا می توانيم

براي تعيين غلظت استفاده كنيم. (FµC).

در فلورسانس وقتي منبع نور را خاموش مي كنيم، نشر نور از جسم قطع مي

شود ولي در فسفرسانس بعد از خاموش كردن منبع هنوز هم جسم نور ساطع

مي كند از نظر دقت روش، دقت فلورسانس خيلي بيشتر از UV است ولي كاربرد

آن كمتر از اسپكتروسكوپي ماوراء بنفش است.

زيرا تعداد داروهاي داراي فلورسانس خيلي كم است. تنها بعضي داروها مثل

بربرين (آلكالوييد زرشك) مورفين و... فلورسانس دارند. در حالي كه اكثر داروها

جذب UV دارند. در بعضي مواقع مي توان براي موادي كه خود فلورسانس ندارند،

از آنها مشتقي تهيه كرد و بعد فلورسانس آن مشتق را اندازه گيري كرد.

عمر لامپ در اينجا مهم است، هر چه لامپ مستهلك تر شود شدت فلورسانس

كمتر مي شود. در صورتي كه در UV عمر لامپ زياد مهم نيست.



کل مولکولهای برانگيخته شده/تعدادمولکولهای برانگيخته ای که ايجاد نور میکنند=راندمان فلورسانس

كه اين نسبت بين 1-0 تغيير مي كند.


هر چه شدت فلورسانس كمتر شود اين نسبت به صفر نزديكتر مي شود. از

نظر كيفي:

مي گوئيم در شرايط ثابت طول موج Ex و E[SUB]M[/SUB] هر جسم ثابت است. هر ماده

يك طول موج تحريكي به نام Ex و يك طول موج نشري بنام E[SUB]M[/SUB] دارد. كه در

شرايط ثابت براي هر جسم مشخص است.



اجزاء و قسمتهاي مختلف دستگاه فلوريمتری

1- منبع نور: لامپ مورد استفاده بايد طول موجهاي يكنواخت در ناحيهUV-Vis

ايجاد كند. كه معمولا از لامپ گزنون استفاده مي كنند كه طول موج هاي

600-200 نانومتر را ايجاد مي كند. شدت فلورسانس بستگي به شدت نور

تابيده شده دارد، پس هر چه لامپ مستهلك تر شود شدت فلورسانس كمتر

مي شود. براي اين منظور از يك تايمر استفاده مي كنند كه عمر لامپ را

نشان مي دهد كه با گذشت 500 ساعت از عمر لامپ آن را تعويض ميكنيم.



2- منوكروماتور اوليه، است كه نور تابيده شده از منبع را تك رنگ مي كند.

بعد از عبور از منوكروماتور اوليه جسم را در يك طول موج خاص تحريك مي كند.



3- سل نمونه: از جنس كوارتز است و نبايد ايجاد فلورسانس كند. چهار طرف

سل شفاف است. و در محل تقاطع دو محور قرار دارد.



4- منوكروماتور ثانويه: كه براي منوكروماتيك كردن نور فلورسانس است و عمود

بر منوكروماتور اوليه است و طول موج E[SUB]M[/SUB] را از خود عبور مي دهد

(منوكروماتورها از نوع گريتينگ هستند) كه طول موج بالاتر و از انرژي كمتري از

E[SUB]X[/SUB] دارد.



5- دتكتور: كه براي اندازه گيري شدت نور فلورسانس است و براي جلوگيري از

تداخل، ردياب را هم عمود بر مسير نور اوليه قرار مي دهند. ردياب، يا دتكتور يا

فتوسل معمولا از نوع فتومولتي پلاير است.



6- ثبات (ركوردر): گالوانومتر، يا شكل ديژيتال كه آخرين قسمت دستگاه است.

و جريان را ثبت مي كند و طيف فلورسانس جسم را رسم مي كند.




فلوريمتری

هدف: تعيين مقدار سولفات کينيدين با فلوريمتری

آزمايش: محلول Stock از سولفات كينيدين به غلظت mg/ml 10 موجود است

كه با اسيد سولفوريك N1/0 به حجم رسيده است، از آن غلظت هاي 0.1, 0.3,

0.5, 0.7, 0.9 mg/ml تهيه كرده و براي هر غلظت درصد فلورسانس را توسط

دستگاه بدست مي آوريد، حال اگر يك غلظت مجهول داشته باشيد با بدست

آوردن درصد فلورسانس آن، غلظت مجهول را حساب مي كنيم. منحني F ،C

در غلظت كم خطي مي شود. كه آن را رسم كرده و غلظت مجهول را گزارش

مي دهيم. محور عمودي درصد فلورسانس است و محور افقي غلظت ها كه

برحسب mg/ml نوشته ميشوند.



طرز كار با دستگاه:

دستگاهي كه كار مي كنيم كامپيوتري است دو طول موج داريم، ابتدا E[SUB]x[/SUB] را در

250nm ثابت و به E[SUB]M[/SUB] در محدوده 250-700nm،range ميدهيم. و منحني شدت

فلورسانس برحسب l[SUB]EM[/SUB] را رسم مي كنيم. در مرحله بعد برعكس عمل ميكنيم.

و بعد از پيداكردن E[SUB]M[/SUB]، آن را ثابت نگهداشته و به E[SUB]x[/SUB] رنج مي دهيم، تا ثابت شود

كه Ex داده شده درست است. اگر Ex داده شده كه 250nm است. درست نبود

به Ex اوليه 50nm اضافه مي كنيم و عمل را دوباره تكرار مي كنيم. تا Ex مورد

نظر درست بدست آيد.

پس اول nm250 = [SUB]Ex[/SUB] l را ثابت داده و به [SUB]EM[/SUB]l دامنه مي دهيم. از 250-700nm،

منحني برحسب E[SUB]M[/SUB] رسم مي شود.

كه در محور عمودي درصد فلورسانس نوشته مي شود.

مثلا [SUB]Ex[/SUB] l ، 450nm مي شود. كه حداكثر EM است. در مرحله بعد براي اثبات كار

ثابت [SUB]EM[/SUB] l را گرفته يعني nm 450 = [SUB]EM[/SUB] l و به [SUB]Ex[/SUB] l دامنه مي دهيم (nm (450-200،

اگر منحني دوم ثابت كرد كه [SUB]Ex[/SUB] l داده شد. اوليه كه 250 nm بود درست است كه

هيچي و كار درست انجام شده است وگرنه [SUB]Ex[/SUB] l اوليه را اضافه كرده عمل را تكرار

مي كنيم. تا منحني دوم ثابت شود. و منحني دوم براي اثبات كار (يعني درست

دادن [SUB]Ex[/SUB] l اوليه است.)

منحني دوم برحسب [SUB]Ex[/SUB] l رسم مي شود. محور افقي برحسب متغير رسم ميشود.

چون در اثر برگشت الكترون به تراز يا مدار پائين تر مقداري اتلاف انرژي داريم. بنابر

اين طول موج [SUB]Ex[/SUB] l كه مربوط به ناحيه UV است به طول موج بالاتر يعني مرئي ياVis

تبديل مي شود كه همان نور فلورسانس است. بنابراين احتياج نيست كه به دامنه

بيشتر از طول موج [SUB]EM[/SUB] l داده شود. در طول موج انتخابي محلول حلال يا بلانك نبايد

جذب داشته باشد. بنابراين در منحني اول، حلال را امتحان كرده كه در [SUB]EM[/SUB] l بدست

آمده جذب نداشته باشد و اگر داشته باشد در اين ناحيه نباشد و يا جزئي باشد

و الا بايد قبل از كار، جذب آن را صفر كرد و از بين برد.

 

[S H i M A]

با دریافت فایل زیر، موارد زیر را مطالعه خواهید کرد:

1. اسپكتروفتومتر ناحيه مريی Spectrophotometer

2. اسپكتروفتومتر ماورابنفش Spectrophotometer

3. پلاريمتري Polarimetry

4. تعيين ضريب شكست مواد با رفركتومترRefractometer

5. اسپكتروفلوريمتريSpectroflourimetry

6. اسپكتروفتومتري جذب اتمي Atomic Absorption

7. گاز کروماتوگرافی GC

8. کروماتوگرافی مايع با فشار زيادHPLC

9. گاز کروماتوگرافی جرمی GC-Mass

10. اسپكتروفتومتری تشديد مغناطيسی هسته NMR

11. اسپکتروسکوپی مادون قرمز (Infra red (IR

 

[termah]

دستگاه عصاره گير سوكسله





​

عصاره گير سوكسله دستگاه آزمايشگاهي است كه در سال 1879 توسط فرانتس فون سوكسلت (Franz von Soxhlet) اختراع شد. اين روش در اصل براي استخراج چربي از مواد جامد طراحي شده بود. با اين حال، كاربرد سوكسله به استخراج ليپيدها محدود نشده است. نمونه در مخزن سوكسله (Soxhlet Thimble) ريخته مي شود، و يك حلال مورد نظر در بالن ريخته مي شود كه در اثر حرارت حلال بخار شده و روي نمونه ريخته مي شود اين چرخه وقتي كه مخزن سوكسله پر شد از طريق سيفون نازك شيشه اي دوباره به بالن بر مي گردد و به اين ترتيب اين چرخه انجام مي شود. قسمت های مختلف سوکسله: 1: Stirrer bar/anti-bumping granules 2: Still pot (extraction pot) – still pot should not be overfilled and the volume of solvent in the still pot should be 3 to 4 times the volume of the soxhlet chamber. 3: Distillation path 4: Soxhlet Thimble 5: Extraction solid (residue solid) 6: Syphon arm inlet 7: Syphon arm outlet 8: Expansion adapter 9: Condenser 10: Cooling water in 11: Cooling water out براي روشن شدن اين نوشته به مثال زير توجه كنيد استخراج مداوم به وسيله سوكسله تئوري آزمايش: اكثر دانه هاي روغني حاوي 12 تا 65 درصد روغن ميباشند و با توجه به درصد روغن يكي از دو روش استخراج: 1- استخراج بوسيله پرس و يا 2- استخراج به وسيله حلال و يا از هر دو روش استفاده مي شود. به اين ترتيب كه براي دانه هايي كه درصد روغن آنها تا حدود 20 درصد باشد فقط از روش استخراج با حلال استفاده مي شود در حاليكه براي دانه هاي پر روغن توسط پرس و سپس استخراج توسط حلال پيشنهاد ميشود. مكانيزم فرايند استخراج روغن در حقيقت همان فرايند (Leaching) يا استخراج از درون جامد با مايع (حلال) مي باشد و بر اين اساس استوار است كه روغن تا زماني كه حلاليت حلال كه معمولا نرمال هگزان مي باشد به حد اشباع نرسيده باشد در آن حل شده و از خلل و فرج دانه هاي روغني خارج مي شود و زمانيكه حلاليت در هگزان به حد اشباع رسيد يك تعادل بين مايع خارج (ميسلا) و مايع داخل جامد (روغن و ميسلا) برقرار شده و به ميزاني كه مولكول روغن از دانه روغني پولك شده خارج مي شود به همان تعداد مولكول روغني وارد فاز جامد مي شود. دو روش كلي 1ـ غوطه وري كامل (Immersion) ، 2ـ تماس مداوم يا غوطه وري ناقص (Percolation) براي استخراج روغن استفاده مي شود. عواملي از قبيل درجه حرارت، مدت زمان استخراج ، ميزان حلال ، ميزان رطوبت دانه، شكل هندسي و اندازه ذرات پولك شده بر فرآيند استخراج تاثير مي گذارند وسايل مورد نياز: كاغذ صافي . ترازو . سوكسله . فلاسك . مبرد . سه پايه . چراغ بنسن و شيلنگ و توري سيمي و گيره تركيبات مورد نياز: مغز گردو . پتروليم اتر مراحل آزمايش: 1) مقدار 10 گرم مغز گردو به صورت خرد شده در مي آوريم هرچه ذرات خردتر باشد بهتر است. 2) يك كاغذ صافي را به شكل يك لوله ي ته بسته در مي آوريم قطر اين لوله كاغذي بايد طوري باشد كه به راحتي وارد لوله سوكسله شود . 3) گردو هايي را كه در مرحله ي يك آماده كرده ايم داخل لوله كاغذي ريخته به آرامي وارد سوكسله مي كنيم . ( مراقب باشيد كه مغز گردوي خرد شده از داخل كاغذ خارج نشود.) 4) داخل فلاسك ته گرد 200 سي سي پتروليم اتر ريخته آن را به گيره مي بنديم و چند تكه سنگ جوش نيز داخل فلاسك مي اندازيم 5) در اين مرحله سوكسله و مبرد را روي فلاسك نسب مي كنيم .(توجه كنيد مبرد بايد قبل از نصب تست شده باشد كه نشتي ندهد و شيلنگ هاي ورودي و خروجي آب نيز به آن وصل شده باشد.) 6) شير آب را باز مي كنيم تا آب درون مبرد جريان يابد . 7) در اين مرحله يك توري سيمي زير فلاسك گذاشته و چراغ بنسن را زير آن روشن مي كنيم . وقتي كه اولين قطره ي حلال تقطير شده و از سر مبرد چكه كرد زمان را ثبت مي كنيم (توجه داشته باشيد كه دستگاهي كه نصب كرده ايد كاملا عمودي باشد تا قطره هاي حلال دقيقا روي مواد درون كاغذ بريزد.) 9) استخراج را به مدت پنج ساعت ادامه مي دهيم . (نكته : هر چه زمان استخراج بيشتر باشد روغن بيشتري استخراج مي شود) 10) بعد از پنج ساعت حرارت را قطع كرده اجازه مي دهيم سيستم كمي خنك شود و همه ي بخارات در مبرد سرد شده و به فاز مايع وارد شوند. 11) سپس ابتدا مبرد را برداشنه و سپس سوكسله را جدا مي كنيم و در مرحله آخر فلاسك را از گيره جدا مي كنيم ( نكته : اگر مقداري محلول درون سوكسله مانده آن ر به آرامي و با دقت طوري كه خورده هاي گردو وارد آن نشود به فلاسك مي ريزيم 12) محتويات فلاسك را به بشر انتقال داده و مي گذاريم تا حلال تبخير شود. بعد از اين كه حلال تبخير شد جرم روغن استخراج شده راحساب كرده و درصد روغن را بدست مي آوريم. نكته 1) براي راحتي اندازه گيري وزن روغن بهتر است بشر خشك را قبل از ريختن محلول درون آن وزن كنيم و در مرحله ي آخر دو باره بشر و روغن را با هم توزين كرده وزن بشر را از آن كم كنيم وزن دقيق روغن بدست مي آيد. نكته 2) در طول انجام آزمايش بايد شيلنگ هاي مبرد را به شكل مناسب تنظيم كنيم و مراقب باشيم شيليگ ها با طوري داغ تماس نداشته باشد زيرا باعث آب شدن شيلنگ مي شود. نكته 3) بايد در تمام طول انجام آزمايش آب درون مبرد جريان داشته باشد در غير اين صورت بخارات محلول از سيستم خارج مي شود. نكته 4) اتصالات سمباده اي را قبل از بستن سيستم به مقدار خيلي كم چرب كنيد تا در پايان كار براي جدا كردن اتصالات به مشكل برخورد نكنيد. متن انگليسي راجع به اين دستگاه : Soxhlet Extractor ​ The Soxhlet extractor is a piece of laboratory equipment that was invented by Franz von Soxhlet. It was originally designed for the extraction of a lipid from a solid material. But the Soxhlet extractor is not just limited to the extraction of lipids, and can be used for other extractions. The Soxhlet extraction is only required where the desired compound has a limited solubility in a solvent, and any impurities is insoluble in that solvent. (If the compound being extracted has a relatively high solubility in a solvent, then a simple filtration can be used to separate that compound from the insoluble substance.)​ Normally the solid material containing some of the compound required is placed inside a "thimble" made from thick, but very porous, filter paper: this is loaded into the main chamber of the Soxhlet extractor(see the diagram right.) The Soxhlet extractor is then placed onto a flask containing the extraction solvent. The Soxhlet is then equipped with a condenser above the thimble chamber.​ The solvent is heated to reflux. The solvent vapour travels up a side distillation arm, and is condensed and drips back into the chamber housing the thimble of solid. The chamber containing the solid material slowly fills with warm solvent. Some of the desired compound will then dissolve in this warm solvent. When the Soxhlet chamber is almost full, the chamber is automatically emptied by the siphon side arm, with the solvent/ solute running back down to the distillation flask. This cycle may be required to be repeated many times, over hours or days.​ During each cycle, a portion of the non-volatile compound dissolves in the solvent. After the many cycles, the desired compound will be concentrated in the distillation flask. It simply requires the evaporation of the solvent to retrieve the solute. The advantage of this system is that instead of many portions of warm solvent being passed through the sample, just one batch of solvent is recycled.​ The solvent is usually removed, and recycled, by means of a rotary evaporator, yielding the extracted compound. The non-soluble portion of the extracted solid remains in the thimble, and is usually discarded. ​

 

[GHORBANYMAHDI]

سلام و سپاسگزاری برای این مطالب پر محتوا و ارزنده
بنا بر انجام آنالیز دستگاهی که در چند وقت پیش در دانشگاه از دستگاه FT-IR داشته ام؛ طیفی مجهول از گروه های عاملی نمونه مورد نظرم (کاغذ) در دست دارم که جهت قرائت داده های این طیف نیاز به اطلاعاتی برای قرائت این داده ها دارم .. میتوانید در این رابطه کمک کنید به بنده .. سپاسگزارم.
ایمیل من: ghorbanymahdi@yahoo.com

 

[~Alchemist~]

سلام و سپاسگزاری برای این مطالب پر محتوا و ارزنده
بنا بر انجام آنالیز دستگاهی که در چند وقت پیش در دانشگاه از دستگاه FT-IR داشته ام؛ طیفی مجهول از گروه های عاملی نمونه مورد نظرم (کاغذ) در دست دارم که جهت قرائت داده های این طیف نیاز به اطلاعاتی برای قرائت این داده ها دارم .. میتوانید در این رابطه کمک کنید به بنده .. سپاسگزارم.
ایمیل من: ghorbanymahdi@yahoo.com

پیام خصوصی ارسال شد

 

[فینالیست]

سلام.مرسی بابت مطالب خوبتون
من در مورد pHمتر سوالی داشتم.ما توی آزمایشگاه از pHمتر inolab 7310 استفاده می کنیم.آیا الکترود این phمتر ها درقسمت پایین الکترود سوراخی دارند و اگر دارند مشکلی برای الکترود ایجاد نمیکند و علت وجود این سوراخ چیست؟
ممنون میشم اگر اطلاعاتی در این مورد دارید کمکم کنید.خیلی واجبه.

 

[mehdi.chem]

سلام.مرسی بابت مطالب خوبتون
من در مورد pHمتر سوالی داشتم.ما توی آزمایشگاه از pHمتر inolab 7310 استفاده می کنیم.آیا الکترود این phمتر ها درقسمت پایین الکترود سوراخی دارند و اگر دارند مشکلی برای الکترود ایجاد نمیکند و علت وجود این سوراخ چیست؟
ممنون میشم اگر اطلاعاتی در این مورد دارید کمکم کنید.خیلی واجبه.

سلام. من اطلاعات دقیق ندارم اما فکر میکنم اون سوراخ تهش باید اتصال مایع باشه دیگه. آخه ته الکترودا یا یه غشای شیشه ای گرد داره یا یه سوراخ اتصال مایع.
اگه کسی اطلاعات دقیق تر داره بگه.

 

[فینالیست]

سلام.ممنون
بله منم حدسم اینه که اگر داشته باشه به خاطر اتصال مایع هست.اما اطمینان ندارم که داره یا نه.
یا اینکه اصلا اشکالی ایجاد میکنه یا نه.

 

[مهربان]

سلام.ممنون
بله منم حدسم اینه که اگر داشته باشه به خاطر اتصال مایع هست.اما اطمینان ندارم که داره یا نه.
یا اینکه اصلا اشکالی ایجاد میکنه یا نه.

سلام
تا جایی که من یادمه ته الکترود پی اچ حباب دایره ایی شکل داره :|
حالا دقیق میبینم جریان چیه

 

[مهربان]

و در ادامه ته الکترود برررسی شد

اینم عکس
هر چی نیگا کردم منفذی ندیدم جز همون حبابی که عرض کردم

 

[فینالیست]

ممنون از اینکه بررسی کردید.
علت این پرسش جمله زیر بود که من در یکی از سایت ها خونده بودم:
"اگر الکترود pH را به مدت طولاني در آب مقطر قرار دهيد بخاطر اينکه الکترود حاوي KCl است و آب مقطر فاقد آن، به تدريج KCl موجود در الکترود وارد آب مقطر ميگردد و بالطبع باعث ايجاد اختلال در کار الکترود ميشود."
تصور من این بود که باید یه سوراخی داشته باشه که kcl ازش خارج بشه.
بازممنون

 

[مهربان]

ممنون از اینکه بررسی کردید.
علت این پرسش جمله زیر بود که من در یکی از سایت ها خونده بودم:
"اگر الکترود pH را به مدت طولاني در آب مقطر قرار دهيد بخاطر اينکه الکترود حاوي KCl است و آب مقطر فاقد آن، به تدريج KCl موجود در الکترود وارد آب مقطر ميگردد و بالطبع باعث ايجاد اختلال در کار الکترود ميشود."
تصور من این بود که باید یه سوراخی داشته باشه که kcl ازش خارج بشه.
بازممنون

سلام
نه اینجوری هم نیست
ببینید پی اچ متر ولتاژ رو نشون میده، اختلاف پتانسیل بین هیدروژن های داخل الکترود و هیدروژن های داخل محلول(یعنی خارج الکترود)
این هیدروژن ها از غشا عبور میکنن چون اندازشون کوچیکه، غشا همون جداره نازک حباب الکترود هست
پس اگر میگن در کوتاه مدت از آب مقطر استفاده شه مشکلی پیش نمیاد اما در طولانی مدت خطا پیش میاد واسه خاطر اینه که به مرور زمان ممکنه K مثبت و Cl منفی که بزرگترن نبست به H و تحرکشون کمتره از غشا عبور کنن
پس همه انتقالات از جداره غشای نازک شیشه صورت میگیره
موفق باشین

 

[ahmadrahmanian]

سلام. لطفا اگر در مورد بهترین برندهای دستگاههای تجزیه اطلاعاتی دارید بزارید
ممنومن

 

[سید مهدی برقعی]

سلام
دوستان کسی هست که سابقه و تجربه کار با دستگاه اسپکتروفتومتر UV-Vis-IR داشته باشه؟ برای کارم نیاز به خرید اسپکتروفتومتر هست. میخام بدونم چه مواردی هست که باید بهش توجه کنم.