طیف سنجی نشری قوس و جرقه
طیف سنجی نشری قوس و جرقه
در منابع قوس و جرقه تقریباً امكان برانگیختن همه عناصر پایدار در جدول تناوبی وجود دارد.
تخلیه قوس و جرقه به عنوان منابع برانگیختگی از دهه 1920 برای طیف سنجی نشری وكیفی و كمی استفاده شده است. بسیاری از پیشرفت های نوین برانگیختگی قوس و جرقه در طی سالهای جنگ، دهه 1940 به ویژه در پروژة منهتان اتفاق افتاد.
در منبع قوس dc ، 70 تا 80 عنصر برانگیخته می شود. كاربرد اصلی قوس، برای تجزیه كیفی و نیمه كمی است، زیرا دقت اندازه گیری های كمی چندان مطلوب نیست. منبع جرقة ولتاژ بالا، پر انرژی تر از قوس است؛ حتی گازهای نادر و هالوژن ها در تخلیه الكتریكی جرقه می‌توانند برانگیخته شوند. دقت جرقه بیشتر از قوس dc است و برای اندازه گیری های كمی برتری دارد.
منابع برانگیختگی قوس
در این بخش مشخصه ها، مزایا و محدودیت های انواع گوناگونی از تخلیه های قوس نظیر قوس dc ، قوس ac ، قوس با اتمسفر كنترل شده و قوس پایدار شده با گاز مورد توجه قرار می‌گیرند.
قوس كه در تجزیه طیف شیمیایی به كار می رود، تخلیه دی الكتریكی بین دو یا چند الكترود هدایت كننده است. یكی از الكترودها ،حاوی پودر نمونه، مخلوط جامد یا پس ماندة محلول است. شدت نشر در كل زمان قوس زنی كه سوزاندن نامیده می شود، به صورت فوتوگرافیكی یا الكترونیكی انتگرال گیری می شود. قوس می تواند در هوا یا اتمسفری از گاز بی اثر آزادسوز باشد، یا به وسیله گاز پایدار شود. قوس های آزادسوز بیشتر برای تجزیه های طیف شیمیایی به كار گرفته می شوند. سه نوع قوس مورد استفاده قرار می گیرد: قوس dc ، قوس ac و قوس نوبتی یا تك جهتی.
قوس های dc آزاد سوز
معمولی ترین نوع قوس بكار گرفته شده در تجزیه طیف شیمیایی قوس dc است؛ كه بطور مرسوم با آشكارپذیری و دقت كم مشخص می شود. گر چه در تخلیة قوس، یونش اساساً وجود دارد اما خطوط نشری اتم های خنثی برتری دارند. در واقع خطوط اتم خنثی، اغلب خطوط قوس نامیده می شوند؛ یا به عنوان خطوط نوع (I) در نامگذاری طیف بینی خوانده می شوند. بنابراین خط آرگون (I) ، خط آرگون خنثی است.
قوس dc از تخلیه پیوسته 1 تا 30 آمپری بین یك جفت الكترود فلزی یا گرافیتی حاصل میشود. دیاگرام ساده شدة مدار الكتریكی در شكل 9-1 نشان داده شده است.
قوس بیشتر مقاومت منفی از خود نشان می دهد، چون افزایش جریان قوس منجر به افت ولتاژ در گاف و كاهش در مقاومت قوس خواهد شد.
با افزایش یافتن رسانایی قوس، جریان باید بدون محدودیت افزایش یابد. كنترل صحیح جریان به سوزاندن یكنواخت كمك می كند و شدت های نشر تكرارپذیری ایجاد میشود. برای تنظیم بهتر جریان ولتاژ اعمال شده باید بزرگتر از افت ولتاژی باشد كه در دو سر قوس اتفاق می افتد.
معمولی ترین ماده الكترود، گرافیت است. گرچه گاهگاهی خود نمونه های فلزی به شكل مناسب درآورده شده و به عنوان الكترود استفاده می شوند. گرافیت ارزان و باخلوص بالا در دسترس است، همچنین در برابر حملة بیشتر واكنش گرها مقاوم و نیز ماده ای دیرگداز است.
اغلب نمونه هایی كه باید تجزیه شوند جامدند، پودرها، تراشه ها و براده های متداول‌اند. به طور كلی نمونه ها با تبخیر از الكترود فنجانی شكل (الكترود پایینی ) كه شبیه یكی از الكترودهایی است كه در تصویر 9-3 نشان داده شده اند وارد قوس می شوند.
برای ایجاد قوس یا الكترودها لحظه ای به هم برخورد می كنند یا مولد جرقه ای با جریان الكتریكی پایین امكان یونش اولیه را مهیا می سازد. با یونش گرمایی مواد موجود در گاف و تأمین الكترونها و یونها از الكترودها ، قوس برقرار می شود