ICP (INDUCTİVELY COUPLED PLASMA)
İNDÜKTİF EŞLEŞMİŞ PLAZMA
ICPKAYNAĞI (HAMLAÇ )
•İndüktifeşleşmiş plazma kaynağının temel prensibi, yüksek derişimde katyon ve buna eşdeğer derişimde elektron içeren, elektriksel olarak iletken bir gaz ortamı olan plazmada iyonlaştırılmasına dayanır.
•Bu borunun üst kısmını, yaklaşık 27 veya 41 MHz’de0,5-2 kW güç oluşturabilen bir radyo frekans jeneratörü ile beslenen su soğutmalı, indüksiyon bobini sarar. Akan argonun iyonlaşması, bir Teslabobininden bir kıvılcımla başlatılır. Oluşan iyon ve elektronlar indüksiyon bobini tarafından oluşturulan manyetik alan salınımlarıyla etkileşir.
•Bu etkileşim, düzenli bir yol içinde bobin içindeki iyon ve elektronların akmasına neden olur; iyon ve elektronların bu harekete karşı direnci sonucunda, bir ısı oluşur.
•Bu yolla oluşan plazma sıcaklığı, dıştaki kuvars silindirin termal izolasyonunu gerektirecek kadar yüksektir. Bu izolasyon, şekilde oklarla belirtildiği gibi borunun duvarlarına teğet olacak şekilde argon akışıyla sağlanır. Teğet akış, radyal olarak plazma merkezini ve içteki tüpün iç duvarlarını soğutur.
•Numuneler argon akışı içine, uygun yöntemlerden herhangi birisiyle verilir.
•Numune enjeksiyonu için en yaygın kullanılan düzenekler, sisleştiricilerdir
•Burada numune bir argon akışıyla çaprazakışlısisleştiriciiçinde sisleştirilirve oluşan çok küçük damlacıklar plazmaya taşınır. Aerosoller, ultrasonikbir sisleştiricivasıtasıyla sıvılardan da oluşturulmaktadır.
•Kullanılan argon gazının üç temel görevi vardır.
•Bunlar:
•Plazmayı oluşturmak,
•Numuneyi sürüklemek,
•Dışarıdan geçirilerek tüplerin soğumasını sağlamaktır.
•Numune atomları, zamanla gözlenen noktaya ulaşır. Burada atomlar 4000-8000 ºK sıcaklık aralığında yaklaşık 2 mikrosaniyekalırlar.
•Bu zaman ve sıcaklıklar, alev yöntemlerinde kullanılan en sıcak alevlerde görülenden yaklaşık 2-3 kat daha büyüktür. Bunun sonucunda daha iyi bir atomlaşma olur ve çok daha az kimyasal girişim sorunu ile karşılaşılır.
•iyonlaşma girişimi etkileri çok küçük veya hiç yoktur, çünkü argonun iyonlaşmasından gelen elektron derişimi, numune bileşenlerinin iyonlaşması sonucu oluşan elektron derişiminegöre çok büyüktür
ICP KAYNAĞININ AVANTAJLARI
•Analitler, dar bir bölgeye sınırlandırılmıştır.
•Plazma birçok elementin eş zamanlı uyarılmasını sağlar.
•Plazmanın yüksek sıcaklıkta olması, kimyasal bileşiklerin (sıcaklığa dirençli bileşikler dahil) tamamen yıkımını sağlar ve diğer girişim yapan bileşiklerin oluşumunu engeller, böylece matriksetkisini hemen hemen ortadan kaldırır.
•ICP meşalesi kimyasal olarak inertbir atmosfer ve optik olarak ince bir emisyon kaynağı sağlar.
ÖRNEK ÖZELLİKLERİ VE ÖRNEĞİN HAZIRLANMASI
•Gerekli minimum sıvı numune hacmi, tespit edilecek elemanların sayısına ve gerekli olan konsantrasyon seviyelerine bağlı olarak bir kaç μl ile birkaç ml arasında değişir.
•Gerektiğinde örnek seyreltilebilir. İdeal olarak 10 ml gereklidir. Analiz edilmeden önce katı numuneler çözünmüş olmalıdır.
•Katılar için parçalanma imkânları mevcuttur.
•Çözelti içindeki minimum katı örnek 0.1-20 mg arasında değişmektedir.
ICPSPEKTROMETRE TÜRLERİ
•ICP Spektrometrelerin iki türü bulunmaktadır:
•1) ICP-OES; (İndüktifEşleşmiş Plazma -Optik Emisyon Spektrometresi) İyonizasyonsonrasıaçığa çıkan ışımanın (emisyon) dalga boyuna göre analiz yapar.
•2) ICP-MS; (İndüktif Eşleşmiş Plazma -Kütle Spektrometresi) İyonizasyon sonrası açığa çıkan iyonları kütlelerine göre ayıran bir sistemdir.
ICP-OES; (İNDÜKTİFEŞLEŞMİŞ PLAZMA -OPTİK EMİSYON SPEKTROMETRESİ)
•ICP-OES kısa sürede, çoklu element analizi yapabilen bir cihazdır.
•Kurşun, bakır, nikel, çinko gibi iz elementlerin ve kalsiyum, magnezyum ve sodyum gibi majör katyonların analizinde kullanılmaktadır.
•ICP kaynağından oluşan serbest atom ya da iyonların oluşturduğu emisyon spektrumu temeline dayanan bir elemental analiz tekniğidir.
•Örnek 6000-10000°K sıcaklığındaki argon plazmaya gönderilir. Plazma içinde moleküler bağlar kırılır, atom ve iyonlar oluşur. Bu oluşan atom ve iyonlar plazma içinde uyarıldıktan hemen sonra karakteristik dalga boylarında ışınım yaparak tekrar eski enerji seviyelerine dönerler. OES, bu karakteristik dalga boyunda yayılan ışığın yoğunluğunu ölçer. İlgilenilen elementlerin konsantrasyonunu belirlemek için, ışığın yoğunluğu ile orantı kurulur.
ICP-OES; (İNDÜKTİFEŞLEŞMİŞ PLAZMA -OPTİK EMİSYON SPEKTROMETRESİ)
•ICP-OES orta derecede hassas bir tekniktir.
•Eş zamanlı analiz yapabilir.
•Optimum şartlar altında, günde 100 örnek analiz edebilir.
ICP-MS
•Bu uygulamalarda bir ICP hamlacı atomlaştırıcı ve iyonlaştırıcı olarak iş görür.
•Çözeltiler için, numune klasik ya da ultrasonik bir sisleştirici ile verilir. Katılar için farklı bir numune verme tekniği uygulanır. Bu bir kıvılcım, lazer veya elektrik boşalımı olabilir.
•Bu cihazlarda pozitif metal iyonları klasik bir ICP hamlacında üretilir. Diferansiyel bir pompa yardımıyla, bir kuadropol kütle spektrometreye iletilir.
UV-GÖRÜNÜR BÖLGE MOLEKÜLER ABSORPSİYON SPEKTROSKOPİSİ
•Anorganik, organik ve biyokimyasal maddelerin kalitatif ve kantitatif tayininde kullanılabilir.
•UV-GB ışını kullanılır ve değerlik elektronları ile ilgilidir.
•Prensibi Lambert-Beereşitliğine göre moleküllerin monokromatik ışınları absorplamasınadayanır.
Ana Bileşenler
IŞIK KAYNAKLARI
•Tungsten Flaman Lambası: Görünür ve yakın IR bölgede (320-3000 nm) ışık yayar. Tungsten lambasının içinde bir miktar iyot veya brom buharı bulunursa lambanın ömrü artar ve bu lamba tungsten-halojen lambası olarak adlandırılır.
•Hidrojen (H2) ve Döteryum (D2) Lambaları: Ulraviyole bölgede en çok kullanılan lambalardır, 180-380 nm arasında ışık yayarlar. Daha pahalı ve daha uzun ömürlü olan D2 lambasının yaydığı ışığın şiddeti H2 lambasına göre çok daha fazladır.
•Xe Ark Lambası: UV-Görünür bölgenin tümünde (150-700 nm) kullanılabilecek şiddetli ve sürekli ışık kaynağıdır.
•CivaBuhar Lambası: Her iki bölgede ışıma yapabilen bir ışık kaynağıdır; sürekli spektruma ek olarak kesikli hatlar da içerir.
MONOKROMATÖRLER
•Işık kaynağından gelen polikromatik(çok dalgaboylu) ışıktan tek bir dalga boyunda monokromatik ışık elde edilmesini gerçekleştiren düzeneklerdir.
•Monokromatör,
•Filtreli fotometrelerde ışık filtresidir;
•Spektrofotometrelerde ise ışık prizmasıdır.
ANALİTİK UYGULAMALAR
•Nitel Analiz:
•185 nm’den büyük dalga boyu(λ) bölgesinde absorpsiyon yapan fonksiyonel gruplara kromofor denir.
•Bir bileşikte kromofor grup olup olmadığının analizi UV-visSpektroskopisi ile yapılabilir fakat tercih edilen bir yöntem değildir.
•Nicel Analiz:
•Analizi yapılacak bileşenin veya ondan türetilen bileşiğin maksimum absorpsiyon yaptığı λseçilerek analizi yapılacak bileşenin farklı derişimlerdeki standart çözeltilerinin bu λ’da absorbansları ölçülür.
•Böylece çizilen konsantrasyon (c) -Absorbans(A) grafiğine kalibrasyon grafiği (veya çalışma grafiği) denir. Elde edilen doğruya da kalibrasyon doğrusu denir.
•Nicel analiz, kalibrasyon doğrusunun doğrusal olduğu bölgede yapılır. Derişimi bilinmeyen örneğin Absorban sdeğeri ölçülür ve kalibrasyon doğrusunda bu değere karşılık gelen derişim saptanır.
•Molar absorpsiyon katsayısının (ε) değerinin bilindiği durumlarda, Lambert-Beer eşitliğinin analizde doğrudan kullanılması da mümkündür.
•Absorbans(A) = ε⋅c ⋅l
•ε= molarabsorpsiyon katsayısı (birimi L / mol.cm)
•c = konsantrasyon (birimi mol/ L)
•l = ışığın yolu (b olarak da gösterilebilir, birimi cm’dir, belirtilmemişse değer olarak 1 cm alınır)
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder