طیف سنجی جذب اتمی(AAS)

طیف سنجی جذب اتمی(AAS)

آنالیز طیف سنجی جذب اتمی یا AAS، یک روش ارزیابی است که در آن جذب نوری اتم های آزاد، اندازه گیری می شود و غلظت عنصر مورد از طریق بررسی میزان جذب محاسبه می شود. پس در این روش از جذب اسپکترومتری برای ارزیابی غلظت آنالیت در یک نمونه استفاده می گردد. براساس قانون بیرلامبرت رابطه بین میزان جذب و غلظت آنالیت مشخص می گردد. طبق این قانون، الکترونهای لایه ظرفیت اتم های تشکیل دهنده یک ماده، هنگامی که میزان مشخص از انرژی را به صورت تابش طول موجی خاصی دریافت نمایند، برانگیخته شده و برای مدت زمان کوتاهی (نانوثانیه) به سمت اوربیتال های بالاتر می روند. این میزان انرژی جذب شده برای الکترون های اتم های مختلف متفاوت است. به طور کلی هر طول موج مختص یک عنصر است و بدین معنا که هر عنصری فقط به یک طول موج مشخص پاسخ می دهد. پهنای خط جذب شده فقط در حد چند پیکومتر است و همین موضوع باعث قابلیت انتخاب عنصری این تکنیک می گردد. شار تابش در وضعیت بدون نمونه و با نمونه، با کمک آشکار ساز اندازه گیری شده و نسبت جذب این دو با کمک قانون بیر _ لامبرت به غلظت آنالیت مرتبط می گردد. هنگامی که الکترون به سطح انرژی پایین تر  خود باز می گردد، انرژی را به همان میزانی که ابتدا جذب نموده بود به شکل نور مرئی از خود ساطع می نماید و طول موج ساطع شده مستقیما مرتبط با انتقال الکترونی به وقوع پیوسته است.

از آنجا که هر عنصر ،ساختار الکترونی منحصر به فرد دارد، طول موج نور ساطع شده نیز مختص هر یک از عناصر تشکیل دهنده است. ساختار اوربیتالی اتم های بزرگ، پیچیده است و بنابراین امکان انتقال الکترونی زیادی وجود دارد به طوری که هر انتقال، منجر به ساطع شدن طول موج خاصی می گردد. هر چه تعداد اتم های عنصر مورد مطالعه بیشتر باشد، شدت نور ساطع شده در آن طول موج خاص بیشتر خواهد بود .

کاربرد طیف سنجی جذب اتمی 

طیف سنجی جذب اتمی کاربردهای بسیار وسیعی دارد که به چند مورد در ذیل اشاره شده است :

• آنالیز آب : یافتن عناصر کلسیم ،منیزیم،آهن ،آلومینیوم و سایر عناصر 
• آنالیز غذاها در صنعت غذایی:بررسی حضور قلع در مواد کنسرو شده مانند آب میوه ها
• آنالیزهای زمین شناسی :آنالیز خاک،صخره ها،فسیل ها و ....
• آنالیز کلینیکی : بررسی نمونه های خونی مانند پلاسما و سرم از نظر وجود کلسیم ،منیزیم،لیتیوم،سدیم،پتاسیم و آهن 
• آنالیز محیطی : نظارت بر محیط از طریق یافتن میزان عناصر مختلف در رودخانه ها،آب نوشیدنی ، هوا، آب دریاها و...
• آنالیز دارویی : در بسیاری از فرایند های ساخت دارویی از میزانهای بسیار کم کاتالیست ها ی فلزی استفاده می گردد که با کمک این روش می توان این میزان را در محصول دارویی نهایی شناسایی نمود .
• آنالیز صنعتی : برای بررسی حضور عناصر اصلی و ناخالصی های سمی در مواد خام به کار می رود. به عنوان مثال، در بتون که کلسیم یکی از ترکیبات اصلی تشکیل دهنده است، سطح سرب باید پایین نگه داشته شود زیرا سمی است .
• آنالیز معدن : با کمک این روش میزان فلزات مانند طلا در صخره ها مشخص شده که خود کمک بزرگی برای تصمیم گیری جهت اقدام به حفاری ها و استخراج طلا می نمایند 
• آنالیز گیاهان
• آنالیز عناصر در صنایع آرایشی 
• جداسازی تقریبا تمام فلزات ، شبه فلزات و بسیاری از غیر فلزات مانند سیلیکون و فسفر 

مزایا و معایب طیف سنجی جذب اتمی 

طیف سنجی جذب اتمی، روشی دقیق و بسیار حساس است و معمولا نتایج درستی از انجام این آنایز حاصل می شود. استفاده از اتم ساز کوره ای نیازی به آماده سازی نمونه ندارد. همچنین در این روش چون نسبت بالاتری از نمونه (نسبت به روش شعله ایی)به بخار تبدیل می شود، حساسیت آنالیز افزایش می یابد. اما این آزمون نسبتا گران بوده و از آنجا که برای هر عنصر، منبع تابش جداگانه ایی لازم است، در یک زمان فقط می توان یک عنصر را شناسایی نمود. سرعت این روش کمتر از طیف سنجی نشری اتمی با پلاسمای جفت شده القایی (ICP-AES)  بوده و فقط تعداد محدودی از عناصر را شناسایی می نماید.

از معایب دیگر آن، استفاده از مخلوط های گازی خطرناک است. کوره های الکتروگرافیتی که از گرافیت معمولی ساخته می شوند علیرغم حساسیت الکتروگرافیت به عنوان ماده تشکیل دهنده، دارای معایب دیگری نیز هستند. گرافیت معمولی متخلخل است و تخلخل ها با نگهداری گرافیت در دماهای بالا افزایش می یابد. بخارات اتمی به درون منافذ دیواره لوله به آسانی نفوذ کرده و ایجاد اثر حافظه می نماید. عیب دیگر گرافیت معمولی این است که بعضی از عناصر در دماهای بالا تولید کاربیدهای پایداری می نمایند که البته با پوشش دادن بوته ها با گرافیت پیرولیتی و یا ساختن کل بوته از گرافیت پیرولیتی تا حد زیادی می توان به آن مشکلات فائق آمد.