(ICP-OES) Atomlaştırmada artış. Daha fazla element tayini Çoklu türlerin eşzamanlı tayini Ve Geniş çalışma aralığı sağlanmış olur.

Transkript

1 Örneği atomlaştırmak ve uyarmak için enerji kaynağı olarak argon gazı ile oluşturulan plazma kullanılır. Bu yöntemle elementlerin tespit edilmesi sağlanır. Bu uyarılma ile; İndüktif Eşleşmiş Plazma Optik Emisyon Spektrometresi Atomlaştırmada artış (ICP-OES) Daha fazla element tayini Çoklu türlerin eşzamanlı tayini Ve Geniş çalışma aralığı sağlanmış olur. 1

2 Alternatif akım RF jeneratörü tarafından sağlanır (27 veya 40 MHz). Argon gazı ile örnek çözeltisi kuartz tüpün merkezine doğru gönderilir. Yüksek voltajlı kıvılcım argon atomlarının bazılarını iyonlaştırır. Açığa çıkan katyonlar ve elektronlar RF alanı sayesinde hızlandırılır, diğer argon atomları ile çarpışarak daha fazla iyonlaşmayı sağlarlar. 2

3 Plazma Kaynakları Ark ve Spark Elektriksel iyonlaşma Katı örnekler için elverişlidir. Lazer Etkili Plazmalar Optik iyonlaşma Mikro atomlaştırma 3

4 İndüktif Eşleşmiş Plazma Elektriksel (indüktif eşleşmiş) Plazma Self absorpsiyon gözlenmez ppb düzeyinde tayin sınırları (Ultrasonik nebülizerle ppt düzeyi) Yüksek sıcaklık sayesinde etkili atomlaşma ve uyarma Alevden daha sıcak Çok düşük iyonlaşma girişimi İnert ortam 4

5 5

6 6

7 Üç farklı cihaz türü vardır: Ardışık Yavaş analiz Ucuz ve yavaştır. 7

8 Çok kanallı (Simültane) Çok kanallı ve hızlı analiz Pahalı ve hızlıdır. FT-AES 8

9 Analiz edilebilecek örnek türleri Sulu, berrak çözeltiler olmalı fakat HF asit içermemeli Analize bağlı olarak numune hacmi en az 3-4 ml veya daha fazla olmalı Katı numuneler ise değişik çözündürme teknikleri ile çözünürleştirilip daha sonra analiz edilebilir. Rutin analizler için idealdir. 9

10 Kimyasal Analiz 320nm nin altındaki bölge, zemin yayımının daha düşük olması ve birçok elementin iyonik ve atomik çizgilerini içermesi nedeni ile analiz için daha uygundur. RF enerjisi artırıldığında plazma sıcaklığı ve buna bağlı zemin yayımı ve ayrıca plazma hacmi ve parlaklığı artar. Optimum RF enerjisi daha çok zemin yayımının şiddetine göre seçilir. Sulu çözeltilerde 1-1,5 KW lık RF gücü çok kullanılan değerlerdir. 10

11 Gözlem Bölgesi Dikey ve yatay olmak üzere iki tür plazma vardır. Dikey plazmalarda indüksiyon bobininin 0-7 mm üstünde plazma sıcaklığı daha yüksek ve argon zemin yayımı şiddetlidir. Petrol, vb gibi organik yapılı türler analiz edilir. Ayrıca derişimleri yüksek olan türler analiz edilir. Yatay plazmalarda ise daha düşük derişimlerdeki türler analiz edilir 11

12 Farklı elementler farklı emisyon şiddeti verirler. Alkali elementler zayıf, toprak alkaliler kuvvetli emisyon yaparlar. 12

13 Bazı Elementlerin farklı metotlarla belirlenmiş tayin sınırları 13

14 14

15 Girişimler Matriks girişimi: Örnek ve standartların viskozite, yüzey gerilimi ve yoğunlukları farklı olduğunda gözlenir Kimyasal girişim gözlenmez Spektral girişimler Aletsel zemin kayması: Kalibrasyon standartları kullanılır. 15

16 Uygulamaları Doğal ve Tuzlu sular Çevre örnekleri Jeolojik maddeler Seramik ve camlar Kömür ve kağıt ürünleri Gıda ürünleri 16

17 ICP-Atomik Kütle spektrometresi (ICP-MS) Kütle spektrometrisi yönteminde, atomlar gaz fazında iyon oluşturur ve bu iyonlar kütlelerine göre birbirinden ayrılarak kaydedilir. İyonların bağıl miktarlarının (kütle/yük) oranlarına göre çizilmiş grafiğine kütle spektrumu denir. 17

18 18

19 Kütle spektrometresinde iyonlaştırma bölgesinde elde edilen iyonlar, elektrikle yüklü plakalara doğru çekilerek hızlandırılır ve kütle ayırıcısına gönderilir. Kütle ayırıcıları, manyetik, uçuş zamanlı, dört kutuplu ve iyon siklotron rezonanslı olmak üzere dört türdür. En çok kullanılan kütle ayırıcısı, dört kutuplu kütle ayırıcıdır. 19

20 20

21 Kütle spektrometresinde kütle ayırıcısından geçen iyonlar dedektör tarafından algılanır. Kütle spektrometresinde iyonları algılamak üzere kullanılan dedektörlerin en basiti, Faraday kabıdır. Bu dedektörde bir iletken kap, spektrometrenin öteki kısımlarına göre negatif bir potansiyelde tutulur ve böylece bu kaba doğru çekilen pozitif yüklü iyonlar elektrik akımı oluştururlar. 21

22 22

23 23

24 24

25 ANALİZLER ESNASINDA GÖRÜLEBİLEN GİRİŞİMLER 1. Kontaminasyon 2. Fiziksel Girişimler a) Numunenin taşınması sırasında gözlenen problemler b) Tamponlama etkileri c) Cihaz bileşenleri üzerinde kalıntı oluşumu 3. Spektral Girişimler a) İzobarik elementel girişimler b) Poli-atomik girişimler 25

26 26

27 KONTAMİNASYON -Numunenin dikkatlice analize hazırlanması -Temiz laboratuvar koşulları sağlanması -AR kalite kimyasal, su ve standart kullanılması -Kapların ön yıkamadan ve temizlemeden geçirilmesi, -Doğruluğu ve geçerliliği kanıtlanmış metot kullanılması. 27

28 Numunenin Taşınma etkileri Yüzey Gerilimi ve Viskozite farklılıklarından kaynaklanır. Örneğin şurup kıvamında bir çözelti ile su gibi. 28

29 Cihazın bazı kısımlarında tortu birikimi Numune Matriks bileşenleri çoğunlukla arayüz bileşenleri (koniler) üzerinde kalıntı oluşturur. Bu da zamanla gözlenen sinyal değerinde düşmelere neden olur. 29

30 Spektral Girişimler Analit gibi benzer m/z oranına sahip analit harici türlerden kaynaklanır. Başlıca 2 türü vardır. Bunlar; 1. İzobarik elementel girişimler 2. Poliatomik girişimler 30

31 İzobarik elementel Girişim Analit gibi benzer m/z oranına sahip analit harici türlerden kaynaklanır. 31

32 32

33 Fiziksel Girişimleri Önlemek İçin: 1-Fazla Matriks içeren çözeltileri seyrelt (Genel kural;çözünmüş madde < %0,2) 2-Düşük numune çekiş oranı kullan ( ul/dak) Plazmaya ulaşan matriks taneciklerinin sayısı azaltılır Matrikslerin parçalanması daha kolay olur Arayüzde daha az tuz birikimi olur 3-Sisleştirici gaz akış oranını optimize et 33

34 4-Örnekleme derinliğini arttır 5-Konileri temizle 34

35 6-Yüksek plazma RF gücü kullan Cihaz, Yüksek plazma RF gücünde çalıştırılır (tercihen >1350W) Yüksek plazma sıcaklığı sağlanır, Matriks bileşenleri daha iyi parçalanmış olur, Yüksek iyonlaşma potansiyeline sahip türlerin iyonlaşması daha iyi gerçekleştirilmiş olur. 7-İç standart kullan İç standart olarak; 6 Li, Y, Sc, Ge, 71 Ga, In, Bi, Th. Taşınma, tamponlama ve sinyal düşmesi etkilerini düzeltmeye yardımcı olur. 35

36 ICP MS İLE ÇEVRESEL ANALİZ Ne gibi uygulamalarda kullanılır? 1- İçme Suyu Kalite Kontrolünde ( TS 266, US EPA, EU 98/83/EC) 2- Atık su ve Doğal Su Kalite Kontrolünde 3- Kirletilmiş toprak/bölgelerin kontrolünde 36