ATOMIC SPECTROSCOPY. Elektromanyetik spektrum. Bölüm 7: ATOM SPEKTROSKOBİSİ. Malzeme Karakterizasyonu

Benzer belgeler
BÖLÜM 7. ENSTRÜMENTAL ANALİZ YÖNTEMLERİ Doç.Dr. Ebru Şenel

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

ELEKTRONLAR ve ATOMLAR

Atomik Absorpsiyon Spektrofotometresi

Bölüm 8: Atomun Elektron Yapısı

DENEY RAPORU. Atomik Absorbsiyon Spektroskopisiyle Bakır Tayini (1 No lu deney)

X-IŞINLARI FLORESAN ve OPTİK EMİSYON SPEKTROSKOPİSİ

Bohr Atom Modeli. ( I eylemsizlik momen ) Her iki tarafı mv ye bölelim.

12. SINIF KONU ANLATIMLI

Nanomalzemelerin Karakterizasyonu. Yapısal Karakterizasyon Kimyasal Karakterizasyon

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

12. SINIF KONU ANLATIMLI

ATOM MODELLERİ.

Dalton atom modelinde henüz keşfedilmedikleri için atomun temel tanecikleri olan proton nötron ve elektrondan bahsedilmez.

SPEKTROSKOPİ. Spektroskopi ile İlgili Terimler

Atomik Emisyon Spektroskopisi

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

Yıldızlara gidemeyiz; sadece onlardan gelen ışınımı teleskopların yardımıyla gözleyebilir ve çözümleyebiliriz.

Ultraviyole-Görünür Bölge Absorpsiyon Spektroskopisi

UBT Foton Algılayıcıları Ara Sınav Cevap Anahtarı Tarih: 22 Nisan 2015 Süre: 90 dk. İsim:

ATOM BİLGİSİ Atom Modelleri

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

Kimyafull Gülçin Hoca

MALZEME BİLGİSİ. Atomların Yapısı

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

İNSTAGRAM:kimyaci_glcn_hoca

Coğrafya X-Robots-Tag: otherbot: noindex, nofollow

Laboratuvar Tekniği. Adnan Menderes Üniversitesi Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü TBY 118 Muavviz Ayvaz (Yrd. Doç. Dr.) 9. Hafta (11.04.

Kuantum Fiziğinin Gelişimi (Quantum Physics) 1900 den 1930 a

X-IŞINI FLORESANS SPEKTROSKOPİSİ. X-ışınları spektrometresi ile numunelerin yarı kantitatif olarak içeriğinin belirlenmesi.

ALEV FOTOMETRESİ İLE SODYUM VE POTASYUM ANALİZİ. Alev fotometresinde kullanılan düzeneğin şematik gösterimi şekil 1 deki gibidir.

Maddenin Tanecikli Yapısı

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ. X-Işını Spektroskopisi Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY

KİMYA -ATOM MODELLERİ-

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

Fotovoltaik Teknoloji

Bölüm 4: X-IŞINLARI DİFRAKSİYONU İLE KANTİTATİF ANALİZ

Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı

ATOMUN YAPISI ATOMUN ÖZELLİKLERİ

Gamma Bozunumu

DENEY RAPORU. Fotometrik Yöntemle Karıım Tayini (11 No lu deney)

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Elektromanyetik Işıma Electromagnetic Radiation (EMR)

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

Coulomb Kuvvet Kanunu H atomunda çekirdek ve elektron arasındaki F yi tanımlar.

İnfrared spektroskopisi ENSTRÜMANTAL ANALİZ

İÇİNDEKİLER -BÖLÜM / 1- -BÖLÜM / 2- -BÖLÜM / 3- GİRİŞ... 1 ÖZEL GÖRELİLİK KUANTUM FİZİĞİ ÖNSÖZ... iii ŞEKİLLERİN LİSTESİ...

Enstrümantal Analiz, Elektromagnetik Işının Özellikleri

Azot kırmızımsı sarı renk, karbon yapay gün ışığı rengi sağlar.2000 V mertebesinde çalıştırılırlar. Elektronları 1-3 lm/w arasındadır.

Spektroskopi. Madde ile ışın arasındaki etkileşmeyi inceleyen bilim dalıdır.

PERİYODİK CETVEL-ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR

DENEY 2. IŞIK TAYFI VE PRİZMANIN ÇÖZÜNÜRLÜK GÜCÜ

... ANADOLU L SES E T M YILI I. DÖNEM 10. SINIF K MYA DERS 1. YAZILI SINAVI SINIFI: Ö RENC NO: Ö RENC N N ADI VE SOYADI:

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir.

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

DEMOCRİTUS. Atom hakkında ilk görüş M.Ö. 400 lü yıllarda Yunanlı filozof Democritus tarafından ortaya konmuştur.

AÇIK UÇLU SORULAR 1.SORU: 2.SORU: Goldstein tarafından bulunan pozitif yüklü ışınlara verilen ad nedir?

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

Atomun Yapısı Boşlukta yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Maddeyi (elementi) oluşturan ve maddenin (elementin)

1. Hafta. İzotop : Proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan çekirdeklere izotop denir. ÖRNEK = oksijenin izotoplarıdır.

KİMYASAL DENGE. AMAÇ Bu deneyin amacı öğrencilerin reaksiyon denge sabitini,k, deneysel olarak bulmalarıdır.

Maddenin Yapısına Giriş Ders-2 DOÇ. DR. ZEYNEP GÜVEN ÖZDEMİR EKİM 2017

I. FOTOELEKTRON SPEKTROSKOPĠSĠ (PES) PES orbital enerjilerini doğrudan tayin edebilir. (Fotoelektrik etkisine benzer!)

Proton, Nötron, Elektron

BİLEŞİKLER VE FORMÜLLERİ

4. ELEKTROLİZ. Elektroliz kabı (beher), bakır elektrotlar, bakır sülfat çözeltisi, ampermetre, akım kaynağı, terazi (miligram duyarlıklı), kronometre.

Nötr (yüksüz) bir için, çekirdekte kaç proton varsa çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde de o kadar elektron dolaşır.

FİZİK 4. Ders 6: Atom Enerjisinin Kuantalanması

4. ÇÖZÜNÜRLÜK. Çözünürlük Çarpımı Kçç. NaCl Na+ + Cl- (%100 iyonlaşma) AgCl(k) Ag + (ç) + Cl - (ç) (Kimyasal dengeye göre iyonlaşma) K = [AgCl(k)]

2- Bileşim 3- Güneş İç Yapısı a) Çekirdek

PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ#6

Continuous Spectrum continued

kitabı olarak önerilen, Erdik ve Sarıkaya nın

Serüveni PERİYODİK ÖZELLİKLER DEĞİŞİMİ

ÇALIŞMA YAPRAĞI (KONU ANLATIMI)

SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir.

Modern Fizik (Fiz 206)

Bugün için Okuma: Bölüm 1.5 (3. Baskıda 1.3), Bölüm 1.6 (3. Baskıda 1.4 )

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

ATOMUN YAPISI VE PERIYODIK CETVEL

4. ATOM VE MOLEKÜL TAYFLARI

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi. chem.libretexts.org

Radyoaktif elementin tek başına bulunması, bileşik içinde bulunması, katı, sıvı, gaz, iyon halinde bulunması radyoaktif özelliğini etkilemez.

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

İKİ YADA DAHA FAZLA MADDENİN ÖZELLİKLERİNİ KAYBETMEDEN ÇEŞİTLİ ORANLARDA KARIŞMASI İLE OLUŞAN TOPLULUĞA KARIŞIM DENİR KARIŞIMLAR İKİ SINIFTA

İKİ YADA DAHA FAZLA MADDENİN ÖZELLİKLERİNİ KAYBETMEDEN ÇEŞİTLİ ORANLARDA KARIŞMASI İLE OLUŞAN TOPLULUĞA KARIŞIM DENİR KARIŞIMLAR İKİ SINIFTA İNCELENİR

GENEL KİMYA. 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar

ATOMUN YAPISI. Özhan ÇALIŞ. Bilgi İletişim ve Teknolojileri

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

Infrared Spektroskopisi ve Kütle Spektrometrisi

ATOM NEDİR? -Atom elementin özelliğini taşıyan en küçük parçasına denir. Her canlı-cansız madde atomdan oluşmuştur.

GENEL KİMYA. 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar

KİM-117 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

Elektromanyetik Dalgalar. Test 1 in Çözümleri

Transkript:

Malzeme Karakterizasyonu Bölüm 7: ATOM SPEKTROSKOBİSİ ATOMIC SPECTROSCOPY Elektromanyetik spektrum Bir çok ışık türü bilinir. Görünen ışık, kırmızı ötesi ışık (infared) ve morötesi (ultraviolet) ışıklar, X-ışınları, radyoaktif bozunma sırasında oluşan gama ışınları, kozmik ışınlar ve benzeri. Bütün ışınların önemli bir özelliği vardır. Işınların, bildiğimiz anlamda kütlesi yoktur. Işıklar, manyetizma ve elektriksel özelliklere sahip dalgalardan oluşur. Bu tür dalgaya elektromanyetik dalga denir. O halde bütün ışıklar elektromanyetik dalgalardan ibarettir. Bir elektromanyetik dalga diğerinden, dalga boyu (veya frekans) bakımından farklıdır. Işıkların dalga boyları; cm nin milyarda birinden, birkaç kilometre gibi geniş bir alana yayılır. Görünen ışıklar, uzun dalgalı kırmızı öncesi ışık ile kısa dalgalı morötesi ışık arasında yer alır. Buna göre, insan gözü ancak dalga boyu yaklaşık 400 nm ile 700 nm arasında bulunan ışıklara duyarlıdır. Yukarıda gösterilen elektromanyetik spektrum incelenirse, görünen ışıkların dalga boylarının spektrumda, çok küçük yer kapladığı görülür. Atom spektroskobisi ile kimyasal analiz, daha çok görünen ışıklar ile dalga boyları bunlara yakın olan ışıklarla ilgilidir. 1

Görünen Işık ve X-ışınları Uyarıcı bir kaynakla (ısı, ışık) atomların dış yörüngelerdeki elektron geçişi ile görünen ışık ortaya çıkar. X- ışınlarıda ise iç yörünge seviyesinde elektron geçişi ile olur. Işık tipi Frekans Dalga boyu Elektron geçişi X-ışınları 10 17-10 0 1 nm-1 pm İç kabuk elektronları Mor ötesi 10 15-10 17 400 nm-1 nm Dış kabuk elektronları Görünür 4-7.5x10 14 750 nm-400 nm Dış kabuk elektronları Atomların elektronik yapıları Örnek: Hidrojen atomu Hidrojen atomu, bir protondan oluşan çekirdeğin etrafını çeviren bir elektronla en basit atomdur. Hidrojen elektronun, çekirdeğin etrafında kuvantum yasalarına göre bulunabileceği belirli yörüngeleri (enerji seviyeleri) vardır. Bir elektron daha yüksek enerji seviyesine uyarılacak olursa, belirli miktarda enerji soğuracaktır (absorbsiyon) (şekil a). Elektron daha alttaki enerji seviyesine düştüğün de yine belirli miktarda enerji açığa çıkacaktır (emisyon) (şekil b). Bu geçiş sırasında foton adı verilen hν enerjisinde bir elektromanyetik ışınım yayılır. Absorbsiyon Emisyon

Tek bir elektronun belirli bir yarıçapta bir protonun etrafında döndüğü bir hidrojen atomu modeli Niels Bohr tarafından 1913 de geliştirilmiştir. Bu modeli açıklayan Bohr eşitliği, hidrojen elektronunun izin verilen enerji düzeylerindeki enerjilerinin yaklaşık değerlerini vermektedir. π me = n h 13.6 = ev n E 4 Burada, e=elektron yükü, m=elektronun kütlesi, n=birincil kuvantum sayısı adı verilen tam sayı (1,,3,4,5,..) Bohr eşitliğindeki n, birincil kuvantum kuvantum sayısı olarak adlandırılır ve atomlardaki elektronların birincil enerji düzeyini tanımlar. Bohr eşitliğine göre, hidrojen elektronun n=1 durumundaki enerjisi -13.6 ev dur. Bu elektronu hidrojen atomundan tam olarak uzaklaştırmak için gerekli enerji 13.6 ev olup bu enerjiye hidrojen atomunun İyonlaşma Enerjisi denir. Not: n=1, n=, n=3 enerji seviyeleri için fizikçiler sırasıyla K,L ve M simgelerini kullanır. Elektronlar uyarılınca enerjilerinin belli değerlere yükseldiği veya enerjinin kaybedip daha düşük belirli enerji düzeylerine indiği, dalga boyları ve spektrum çizgileri incelenerek deneysel olarak kanıtlanmıştır. Elektronun bir enerji seviyesinden diğerine geçişi sırasındaki enerji değişimi aşağıda denklem ile verilir: E= h ν = h c / λ Burada h=plank sabiti=6.63x10-34 jul-saniye (j.s); ν=frekans (Hz=1/saniye); c= Işığın hızı=3.00x10 8 metre/saniye; λ=dalga boyu (m) Ödev: Dalgaboyuλ= 11.6 nanometre (nm) olan bir fotonun enerjisini hesaplayın. (1.00 ev= 1.60x10-19 J; 1nm=10-9 m) Cevap: E=1.64x10-18 J=10. ev 3

Soru: Elektronu n=3 durumunda olan bir hidrojen atomu kullanılmaktadır. Elektron n= durumuna geçmektedir. Açığa çıkan fotonun, (a) enerjisini, (b) frekansını, (c) dalga boyunu hesaplayın. (d) Durum değiştirme sırasında enerji mi açığa çıkar (emisyon), yoksa enerji mi soğurulur (absorblama). ( a) Fotonun Cevap enerjisi 13.6 13.6 E = E E = = 1.89eV 3 3 19 1.60x10 J 19 = 1.89eV = 3.0x10 J ev (b) Fotonun frekansı E = hν 19 E 3.0x10 J 14 1 14 ν = = = 4.55x10 s = 4.55x10 Hz 34 h 6.63x10 J. s hc (c) Fotonun dalga boyu E = λ 34 8 hc (6.63x10 j. s)(3.00x10 m / s) λ = = 19 E 3.0x10 J 7 7 1nm = 6.59x10 m = 6.59x10 m x = 659nm 9 10 m (d) Enerji açığa çıkar Kirchhoff Kanunları Maddelerin verdiği üç çeşit spektrum vardır: -Sürekli spektrum-katı, sıvı veya yoğun gaz kesiksiz spektrum verir. -Emisyon spektrumu-sıcak gaz (parlayan) karakteristik kesikli çizgilerden oluşan spektrum verir. -Absorbsiyon spektrumu- Soğuk gazdan geçen sürekli spektrumun belirli (karakteristik) dalga boyları kaybolur (emisyon spektrumun tersi) Sürekli spektrum Emisyon veya absorbsiyon spektrum analizi ile yıldızların ve güneşin kimyasal bileşimi tespit edilmiştir. Absorpsiyon spektrumu Sıcak kaynak Emisyon spektrumu 4

ATOMİK EMİSYON SPEKTROSKOBİSİ (AES) Bir elementin, spektrumunu elde etmek için, o elemente dışardan ışık ya da ısı enerjisi verilerek atomları uyarılmalı, yani enerjileri artırılmalıdır. Bir platin tel, sodyum klorür çözeltisine batırıldıktan sonra, bunzen beki alevine tutulursa, alevin ısısı, sodyum iyonlarını uyarır. Bunun sonucu, sodyum atomları parlak sarı ışık yayar. Bu ışık sodyum için karakteristiktir. Bir gaz tüpüne konan hidrojen gazının, tüpün elektrodlarına, elektrik akımı verilerek enerjisi artılırsa, tüpte kırmızı bir ışıma yaptığı görülür. Diğer elementlerin atomları da uyarılırsa onlarda değişik renkte ışınlar verir. Elementler yaydıkları ışınların renklerine göre tanınabilir. Fakat, bu iş çıplak gözle yapılırsa çoğu zaman kesin sonuç alınamaz, hata yapılır. Elementlerin bu yol ile kesin olarak tanınabilmesi için Spektroskop denilen bir araç kullanılır. Uyarılmış bir atomun yaydığı ışık, spektroskobta incelenirse, birbirinden ayrı çeşili renk çizgileri görülür. Gözlenen her rengin kendine özgü dalga boyu vardır. Uyarılmış hale gelen her element, dalga boyları kendine özgü bir seri ışık enerjisi salar, ışıma yapar. Bir başka deyimle, aynı çizgileri gösteren başka bir element yoktur. Bundan dolayı bir elementin spektrumu, onun parmak izidir. Separation of light by a prism according to wavelength Atom emisyon spektroskobisi yöntemi ile kimyasal analizde temel prensipler-i N* - Isı Uyarılmış hal N* - N* = Uyarılmış haldeki (excited state) atom sayısı No Uyarma Temel hal No Yayınan ışığın şiddeti α N* α N 0 N o =Temel haldeki (ground state) atom sayısı Atomik emisyon spektroskobisinde atomları uyarmak için ısı kullanılır. Sıcaklığın etkisi ile numunedeki atomlar normal seviyelerinden yüksek enerjili seviyelere geçerler (absorbsiyon) ve normal seviyelerine tekrar dönerken numunenin içerdiği elementlere özgün, belirli dalga boylarında ışık yayarlar(emisyon). Yayınan ışığın şiddeti, uyarılmış atom sayısı (temel haldeki atom sayısı ile) ile orantılıdır. Yayınan ışığın şiddetinin ve dalga boyunun ölçülmesi ile elementel düzeyde kalitatif ve kantitatif kimyasal analiz yapılır. 5

Atom emisyon spektroskobisi yöntemi ile kimyasal analizde temel prensipler-ii Bir atomun elektronları sadece belirli enerji seviyelerinde kararlı olmakla birlikte, dışarıdan enerji verilmesi ile kararlı olmayan daha yüksek bir enerji seviyesine, yani bir diğer elektron kabuğuna çıkabilirler. Ancak bu elektronlar ilk fırsatta yeniden kararlı duruma döner ve bu arada fazla enerjilerini ışık olarak geri verirler. Malzemeye elektrik arkı veya kıvılcımı yardımıyla verilen, küçük bir enerji, atomların sadece dış elektronlarını uyararak, görünür ışık dalga boylarında karakteristik ışınların yayımına neden olur. Ortaya çıkan görünür ışık ve UV (mor ötesi) spektrumu bir prizma yardımıyla tek tek çizgilerine ayrılır. Ancak spektral çizgi sınırlarının kesin olarak belirlemesi için elektronlar enerji bantlarında değil belirli enerji seviyelerinde bulunmalı, yani her bir atom bağdan kurtularak gaz durumuna geçmiş olmalıdır. Bunu gerçekleştiren enerji de aynı kaynaktan (elektrik arkı) sağlanır. Spektrumun kesin tanınabilmesi için, içerdiği çok sayıda çizgiden dolayı (demirde yaklaşık 3000, kromda yaklaşık 1000), bileşimi bilinen standart malzemelerle karşılaştırmayı gerektirir. Örneğin çelik analizinde saf demirin spektrumu referans olarak alınır. Sayısal sonuç veren kantitatif analizde ise, böyle bir karşılaştırma belirli çizgilerin ışık şiddetlerinin fotometrik ölçümünü de kapsar; saptanabilecek en küçük derişiklik normal olarak %0.01-0.1 dolayındadır. Bir elektron yüksek enerji yörüngeden, daha düşük enerji yörüngesine geçerse, aradaki enerji farkına eşit enerjili bir foton dışarı salınır. Elektronun yer değiştirdiği yörüngeler arası enerji farkı arttıkça, atomdan dışarı salınan foton un enerjisi artar. Atomik Emisyon Spektroskobisi Cihazı Sıcak Kaynak (ör.alev) emisyon 1800-3000 C dalga boyu ayracı detektör Numune: Sıvı çözelti Sinyal işlemcisi ve okuyucu Atomik emisyon spektrokobisinde uyarıcı kaynak olarak geleneksel olarak alev kullanılır. Fakat, başka uyarıcı kaynak ile (plazma, elektrik ark gibi) daha etkin kimyasal analiz (daha etkili uyarma, aynı anda bir çok elementten emisyon, daha fazla element analizi) yapılır. Numune (3) yüksek sıcaklık uyarma kaynağı (1) ile serbest uyarılmış atomlara dönüştürülmelidir. Asit içinde çözünmüş numuneye ait elementleri içeren sıvı püskürtme suretiyle damlacıklar haline getirilir ve bu damlacıklar taşıyıcı gaz ile uyarıcı kaynağa (ör. Alev) taşınır ve burada atomlarına ayrılır ve uyarılır. Katı numune, ark veya lazer ile direk olarak buharlaştırılabilir ve bu numuneye ait atomlar uyartılabilir. Uyarılan atomlardan çıkan ışınlar dalga boyu ayıracında () (prizma) dalga boylarına ayrılır. Detektör (4) tarafından algılanan ışınların şiddeti ve dalga boyu sinyal işlemcisi ve okuyucu (5) ile tespit edilir. Elde edilen spektrumda elementlere özgün karakteristik dalga boyları bazında kalitatif analiz, şiddetleri kullanılarak kantitatif analiz yapılır. Bir çok elementin beraber tespit edilmesi atomik emisyon spektrometresinin en büyük avantajıdır. 6

ATOMİK ABSORBSİYON SPEKTROSKOBİSİ (AAS) Teknik: Bir elementel kimyasal analiz tekniği. -70 elementin kantitatif analiz mümkün. - S,C,N, halojenler, asal gazlar analizinde problem var -İz elementleri, su, hava, cevherler, metaller analiz edilebilir. -Numune miktarı: 1 mg, 10 ml -Esasen tek element analizi var. -Analiz zamanı: Çözeltiye alma 4-8h, analiz min. 1 dakika Çalışma prensibi:gaz halindeki atomların gelen ışığı absorblaması esasına dayanır.absorblanma derecesine bağlı olarak bir elementin miktarı tespit edilir.standardlar ile kalibrasyon eğrisi oluşturulur. Bu eğriden element miktarı bulunur. Gelen ışının şiddeti I o I 0 = Numunesiz ölçülen Işığın şiddeti veya gelen ışık şiddeti I= Numune olduğunda ölçülen ışığın şiddeti veya geçen ışığın şiddeti N 0 =Analiz edilen elementin atom sayısı Absorblama sinyali α log I 0 / I α N 0 Burada α orantıyı ifade eder. N 0 Absorbsiyon Yüksek enerji seviyesine uyarılmış atom Geçen ışının şiddeti I Işık Kaynağı: Miktarı ölçülmek istenen elemente ait özel bir lambanın katodu üzerinde analizi istenen elemente ait kaplama var. Lamba içindeki Ar iyonları tarafından element atomları gaz fazına geçer ve çarpışmalar neticesinde elemente ait karakteristik ışınım olur. Numune Hücresi: AAS için atomların gaz gazında olması gerekir. Alev: Sıvı numuneler için kullanılır. Sıvı, taşıyıcı gaz ile küçük damlacıklar haline getirilir ve damlacıklar alevden geçerken gaz haline gelir (atomlarına ayrılır). Alev Sıcaklığı, K Hidrojen/hava 000-100 Asetilen/hava 100-400 Hidrojen/Oksijen 600-700 Asetilen/Nitrous oksit 600-800 Grafit Fırın: Sıvı, toz+sıvı, katı numuneler ile başlanabilir. Elektrik direnç ısıtma (300-800 K) ile elementler buharlaşır veya gaz fazına geçer. Daha verimlidir. Daha az numuneye (ör.1 mg) ihtiyaç var. AAS Cihazı (Lamba) (Alev) (Atomizör) (Test çözeltisi) Spesifik ışık ölçümü: Monokromatör: Lambadan ve alevden gelen çok dalga boylu ışıktaki belli bir dalga boyuna sahip ışığı (analizi istenen elemente ait çizgiyi) ayırmak için kullanır. Böylece detektöre sadece analizi istenen elemente ait ışık gider. Detektör: Gelen ışığın şiddetine göre elektrik akımı üretir. Elektrik akımı elektronik cihazlar tarafından işleme tabi tutularak sinyal elde edilir. Elektronik: Bu sinyal numune hücresindeki ışığın geçerken absorblanma miktarının bir ölçüsü olup konsantrasyon birimine dönüştürülür. 7

Gelen Işık I 0 Çözelti veya numune Geçen ışık I Beer-Lambert Kanunu Absorblanma derecesi değişik şekillerde ifade edilir. Geçen miktar, T = I / I 0 % Geçen miktar, %T = 100 T Absorblanma miktarı, A = log I 0 / I A = log1 / T A = log100 / %T A = - log %T Element miktarı Konsantrasyon-absorblanma (A) ilişkisi: Yüksek konsantrasyonlarda lineer ilişki yok, Beer-Lambert kanunundan sapma var. A = ebc. Beer-Lambert kanunu Burada, A absorblanma miktarı (birim yok, çünkü A = log10 I 0 / I ) e : molar absorblanma katsayısı ( L mol-1 cm-1) Her madde için sabittir. b : ışığın numunede katettiği yol veya numune kabının genişliği (cm) c :Çözeltideki elementin miktarı (mol L-1) Beer-Lambert kanununun direk olarak uygulanması zordur. Kalibrasyon eğrisinden miktar ölçülür. Kimyasal analiz tekniklerinin çoğunda belli bir miktar veya konsantrasyon aralığında cihazdan elde edilen sinyal (S) ölçülmesi istenen elementin konsantrasyonu (C) ile doğru orantılıdır. Bu lineer aralıkta ölçümler yapılır. S = m C + S bl S=Cihazdan alınan sinyal C=Ölçülmesi istenen elementin miktarı m=cihazın hassasiyeti S bl =Numunesiz sinyal (ekseriyetle çözücü, mesela su) Kalibrasyon Eğrisi Örnek:Kalibrasyon Eğrisi Absorblanma 1.4 1. A = 0.0665C + 0.039 1.0 0.8 0.6 A = 0.0604 C + 0.0537 0.4 0. 0.0 0 4 6 8 10 1 14 16 18 0 Data C (ppm) C Element miktarı Absorblanma 0.00 0.031.00 0.173 6.00 0.4 10.00 0.70 14.00 0.901 18.00 1.113 A=absorblanma C=Elementin Miktarı (ppm). İlk data noktası numunesiz sinyaldir. Diğer 5 data noktası standard numunelerden elde edilmiştir. Sorular: 1) Cihazın hassasiyeti m? İlk 4 data noktası en uygun doğruyu verir. Doğrunun eğiminden m=0.0665 ppm -1 bulunur. ) A=0.501 de C? 0.501=0.0665 [C?] + 0.039 [C?]=7.04 ppm 8

AAS ile analiz edilen bazı elementler ve aborbsiyon için kullanılan dalga boyları Element Analiz için dalga boyu Mod Lineer aralık Ca 4.7 nm Alev 0.1-5.0 ppm Cu 34.8 nm Alev veya fırın Alev:0.1-7.7 ppm Fırın:0.-0.0 ppb Fe 48.3 nm Alev 0.1-6.0 ppm Pb 83.3 nm Alev 0.5-50.0 ppb 9