طیف سنجی نوری

تعداد بازدید: 4290
چهارشنبه 03 دي 1393

طیف سنجی نوری

طیف سنجی نوری (Spectrophotometry) یکی از متداولترین روش های شناسایی مواد و آنالیز عنصری آن هاست. با وجود اینکه در دهه های گذشته، از روش های پیشرفته تری در آنالیز عنصری مواد استفاده شده است، ولی هنوز هم مهمترین وسایل در مراکز صنعتی و پژوهشی، دستگاه های طیف سنج نوری هستند. این دستگاه ها اگر چه در کشور به طور سنتی توسط متخصصان شیمی مورد استفاده قرار می گرفته است ولی از آنجا که جوابگوی نیازهای اساسی علم مواد نیز هستند توسط مهندسان مواد نیز به کار گرفته شده اند. طیف سنجی نوری، به معنی مطالعه و ثبت جذب یا نشر نور به ویزه در گستره نور مرئی است.

اساس کار روش طیف سنجی نوری

اساس روش های طیف سنجی نوری، بر برانگیختگی اتم و رابطه آن با جذب یا نشر پرتو الکترومغناطیس استوار است. زمانی که الکترون های مدار ظرفیت، به تراز بالاتر انرژی، برانگیخته می شوند، در هنگام برگشت به حالت ابتدایی، از خود انرژی نورانی تابش می کنند که طول موج آن در گستره امواج فرابنفش یا مریی است. این نشر یا جذب پرتو که ناشی از تغییر انرژی ترازهای بیرونی اتم می باشد، برای هر اتم مقدار مشخصی بوده و بنابراین می توان با مطالعه طیف مربوط به این جذب یا نشر، اتم مورد نظر را شناسایی کرد.

در دماهای معمولی، امکان برانگیختگی اتم ها و یا به عبارت دیگر برانگیختن الکترون ها به سطوح مجاز بالاتر وجود ندارد. به عنوان مثال، امواج مرئی یا فرابنفش نمی توانند در دمای محیط باعث برانگیختگی الکترون ها شوند. پس باید شرایط مناسبی برای این منظور پدید آورد. اصلی ترین روش برای پدید آمدن برانگیختگی، افزایش دماست. با افزایش دما، توزیع انرژی اتم ها، مطابق توزیع ماکسول بولتزمان تغییر خواهد کرد. در دماهای پایین، اتم ها در گستره باریکی از انرژی و در تراز انرژی پایین و در حالت غیر برانگیخته هستند. با افزایش دما، توزیع انرژی به صورت پهن در می آید و به انرژی های بالاتر منتقل می شود. با مقایسه طیف دما بالا و دما پایین مواد، می توان دریافت که در دماهای بالا، تعداد زیادی اتم در حالت برانگیخته هستند و باقیمانده آن ها را نیز می توان با مقدار کمی انرژی، به این حالت درآورد. در صورتی که در دما های پایین، بیشتر اتم ها در حالت غیر برانگیخته باشند، برای برانگیختگی آن ها، به انرژی زیادی نیاز است.

منحنی ماکسول بولتزمن

باید توجه کرد که در دماهای بالا، به دلیل توزیع پهن انرژی اتمی، علاوه بر آنکه تعداد قابل ملاحظه ای اتم در حالت برانگیخته هستند، بخش بزرگی از آن ها نیز در حالت غیر برانگیخته قرار دارند. این وضعیت، امکان استفاده همزمان از پدیده جذب و نشر انرژی را فراهم می کند. به عبارت دیگر در هر دمایی، بخش مشخصی از اتم ها در حالت انرژی پایین بوده، که چنین اتم هایی توانایی جذب پرتو و برانگیختگی را دارند. هم چنین بخش مشخصی در حالت انرژی بالا و توانایی تابش هستند. باید توجه کرد که هر دو حالت، فقط درصدی از اتم ها توانایی جذب تابش را دارند. این درصد برای هر روش و شرایط کاری ویژه، ثابت است. ثابت بودن مقدار مورد اشاره، این امکان را در روش های طیف سنجی نوری فراهم می کندکه با استفاده از مقادیر جذب یا نشر، به صورت مقایسه ای، بتوان عنصرهای موجود در نمونه مجهول را به صورت کمی تعیین کرد. به همین دلیل تا آنجا که ممکن است باید شرایط کاری در روش های طیف سنجی نوری، استاندارد نگاه داشته شود. روش های طیف سنجی نوری گوناگون است ولی مطابق شکل زیر می توان آن ها را بر اساس جذب یا نشر نور به دو گروه کلی دسته بندی کرد.

روش های طیف سنجی نوری

دو روش اصلی که بر پایه جذب نور بنا شده اند، {{طیف سنجی جذب اتمی}} (AAS) و طیف سنجی جذب نوری (OAS) هستند. در این روش ها، طیف جذبی عنصر های موجود در نمونه که از جذب طول موج مشخصی از پرتو تابیده به نمونه به دست می آید شناسایی می شود. در این حالت، اتم ها باید در شرایط مناسبی باشند تا امکان برانگیختگی در اثر جذب نور را پیدا کنند. به عبارت دیگر، چون چشمه برانگیختگی در این روش ها ضعیف است، هر چه اتم ها به حالت آزاد و جدا از هم باشند،برانگیختگی آن ها ساده تر خواهد بود. طیف سنجی نوری، براساس نشر نور، در برگیرنده همه روش هایی است که در آن ها به گونه ای اتم ها در شرایط برانگیخته و در نتیجه طول موج های ویژه قرار داده می شوند و از مطالعه طیف نشری آن ها، می توان به حضور شان در نمونه پی برد. این براگیختگی ابتدایی، توسط شعله، پلاسما، جرقه و مانند آن امکان پذیر است و بنابراین چنین روش هایی بیشتر بر مبنای چشمه برانگیختگی شناخته می شوند. برانگیختگی ابتدایی در روش {{طیف سنجی نشر شعله}} (FES) توسط شعله، در روش طیف سنجی با تخلیه الکتریکی (GDS) توسط تخلیه الکتریکی، در روش طیف سنجی نشری جرقه (SES) به کمک یک جرقه و در روش پلاسما ({{ICP}}) به کمک یک پلاسمای جفت شده القایی پدید می آید.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

فرهاد گلستانی فرد ، روش های شناسایی و آنالیز مواد ، انتشارت دانشگاه علم و صنعت ، 1383.

صفحه مهندسی مواد و متالورژی

مجله علمی ویکی پی جی

 

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

طیف سنجی نوری از دید wikipedia.org

In chemistry, spectrophotometry is the quantitative measurement of the reflection or transmission properties of a material as a function of wavelength. It is more specific than the general term electromagnetic spectroscopy in that spectrophotometry deals with visible light, near-ultraviolet, and near-infrared, but does not cover time-resolved spectroscopic techniques. Spectrophotometry involves the use of a spectrophotometer. A spectrophotometer is a photometer that can measure intensity as a function of the light source wavelength. Important features of spectrophotometers are spectral bandwidth and linear range of absorption or reflectance measurement. A spectrophotometer is commonly used for the measurement of transmittance or reflectance of solutions, transparent or opaque solids, such as polished glass, or gases. However they can also be designed to measure the diffusivity on any of the listed light ranges that usually cover around 200nm - 2500nm using different controls and calibrations. Within these ranges of light, calibrations are needed on the machine using standards that vary in type depending on the wavelength of the photometric determination...more

طیف سنجی نوری از دید chemwiki.ucdavis.edu

Spectrophotometry is a method to measure how much a chemical substance absorbs light by measuring the intensity of light as a beam of light passes through sample solution. The basic principle is that each compound absorbs or transmits light over a certain range of wavelength. This measurement can also be used to measure the amount of a known chemical substance. Spectrophotometry is one of the most useful methods of quantitative analysis in various fields such as chemistry, physics, biochemistry, material and chemical engineering and clinical applications...more

طیف سنجی نوری از دید nist.gov

Spectrophotometry is the quantitative measurement of the reflection or transmission properties of a material as a function of wavelength. While relatively simple in concept, determining the reflectance or transmittance involves careful consideration of the geometrical and spectral conditions of the measurement. We maintain the national scales for reflectance and transmittance in the ultraviolet, visible, and near-infrared spectral regions (250 nm to 2500 nm). Measurement services are available for dissemination of the scales of reflectance and transmittance maintained by the reference instruments. The primary purpose is to provide traceability to the scales, not for research on particular test items. These services are available as either calibrations or standard reference materials. For a calibration service the customer generally supplies the test item, which is measured under the spectral and geometrical conditions specified by the customer. Standard reference materials are available for immediate purchase, and are calibrated under specific spectral and geometrical conditions...more

طیف سنج اپتیکی
optical spectroscopy
برچسب ها: روش های آنالیز و شناسایی موادطیف سنجیآنالیز عنصری
هجدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 97
هجدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 97   ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تاسیسات ساختمان و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 97
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تاسیسات ساختمان و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه صنعت ساختمان و صنایع وابسته مازندران 97
بیستمین نمایشگاه صنعت ساختمان و صنایع وابسته مازندران 97   ...بیشتر
تقویم نمایشگاه های بین المللی سال 1397
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
دوازدهمین نمایشگاه ساختمان و تاسیسات گرمایشی و سرمایشی زنجان 97
بیستمین نمایشگاه ساختمان و تاسیسات گرمایشی و سرمایشی زنجان 97   ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه بین المللی ساختمان شیراز 97
بیستمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان شیراز 97   ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان و راهسازی بیرجند
هفدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان و راهسازی بیرجند 97     ...بیشتر
شانزدهمین نمایشگاه ساختمان و سیستم های گرمایشی و سرمایشی کرمانشاه
شانزدهمین نمایشگاه صنعت ساختمان و سیستم های سرمایشی و گرمایشی کرمانشاه 97 &nb ...بیشتر
یازدهمین نمایشگاه بین المللی سیستم های سرمایشی و گرمایشی ارومیه 97
چهاردهمین نمایشگاه بین المللی سیستم های گرمایشی و سرمایشی ارومیه 97   ...بیشتر
چهاردهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان ارومیه 97
چهاردهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان ارومیه 97     ...بیشتر
چهاردهمین نمایشگاه بین المللی ساختمان کیش 97
چهاردهمین نمایشگاه بین المللی عمران و ساختمان کیش 97     ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر