(UV) ve Görünür Bölge Moleküler Absorpsiyon Spektroskopisi

6. Ünite - Atomik Spektroskopi Yöntemleri
Örnekte bulunan tüm elementlerin uyar›labilmesi için, örne¤in tamam› buharlafl›ncaya
kadar boflal›m uygulanmas› önemlidir. Do¤ru ak›m ark›n›n kullan›ld›¤› uygulamalarda,
fliddetli emisyon hatlar› elde edilir, fakat yöntemde karfl›lafl›lan en
önemli sorun, havadaki azot ile elektrot malzemesi olan karbonun oluflturdu¤u
gaz halindeki siyanojen, (CN) 2 ’dir. 360-420 nm aras›nda fliddetli ›fl›k emisyonuna
yol açan siyanojen, birçok elementin karakteristik emisyon hatlar›n› örterek bunlar›n
gözlenmelerini engeller. Elektrot uçlar› argon gaz› atmosferinde tutularak siyanojen
oluflumu engellenir.
Emisyon spektroskopisinde kullan›lan bir baflka ark türü, alternatif ak›m (ac)
ark›’d›r. Alternatif ak›m ark›n›n do¤ru ak›m ark›ndan fark›, elektrotlar aras›ndaki boflal›m›n
sürekli olmay›fl›d›r. Alternatif ak›m ark›n›n duyarl›l›¤› do¤ru ak›m ark›n›n duyarl›¤›ndan
düflüktür, fakat tekrarlanabilirli¤i yüksektir. Bu ark türünün uyguland›¤›
yöntemlerde, grafit elektrotlardan baflka bak›r elektrotlar da kullan›labilir.
Analiz edilecek örne¤in atomlaflt›r›lmas› ve oluflan atomlar›n uyar›lmas› amac›yla
kullan›lan elektriksel boflal›m türlerinden birisi de k›v›lc›m’d›r. K›v›lc›m kayna¤›,
yüksek ak›m yo¤unlu¤unda, 50 Hz’lik frekansa sahip kondansatör boflal›m› ile
oluflturulur. Ak›m fliddetinin ve uygulanan potansiyelin çok yüksek olmas› nedeniyle,
30000-40000°C aras›nda s›cakl›klara ulafl›labilir. Bu s›cakl›kta örnekteki elementlerin
birço¤u iyonlaflt›¤› için, k›v›lc›m kayna¤›n›n kullan›ld›¤› cihazlarla elde
edilen spektrumlar hemen hemen tamamen iyonik hatlardan oluflur. Uyar›lma
enerjileri çok yüksek olan fosfor, kükürt ve karbon gibi elementlerin analizleri k›v›lc›m
kayna¤› kullan›larak yap›labilir. Tekrarlanabilirli¤i çok yüksek sonuçlar›n elde
edildi¤i k›v›lc›m kayna¤›n›n duyarl›l›¤›, ark’a oranla daha düflüktür.
Atomik emisyon spektroskopisinde elektrik boflal›m›na dayanan atomlaflt›rma
ve uyarma kaynaklar›, son y›llarda yerini plazmalara b›rakm›flt›r. En çok kullan›lan
plazma türü, ICP (Inductively Coupled Plasma=‹ndüktif Eflleflmifl Plazma)’dir (fiekil
6.10). Plazma, gaz halindeki iyon ak›m› olarak tan›mlanabilir. Kolay iyonlaflt›r›labilmesi
ve inert olmas› nedeniyle, ICP yönteminde plazma ço¤unlukla argon gaz›
ile oluflturulur. Çok çeflitli yöntemlerle plazma oluflturulabilirken, bu yöntemde
plazma, elektromanyetik olarak, argon gaz›n›n indüksiyon sar›mlar›nda bir radyofrekans
(rf) jeneratörü ile etkilefltirilerek elde edilir. fiekil 6.10’dan da kolayca görülebilece¤i
gibi, örnek çözeltisi argon gaz› ile birlikte silindirik bir kuvars tüp içinden
plazmaya pompalan›r. Çap›, bu silindirik tüpten biraz daha büyük olan ikinci
bir kuvars silindirin içinden ise plazmay› oluflturacak argon gaz› geçer. D›fl silindirin
uç k›sm›na de¤iflik say›da indüksiyon sar›m› sar›l›r ve bu sar›mlar bir radyofrekans
jeneratörüne ba¤lan›r. D›fltaki silindirin ucunda, radyofrekans jeneratöründen
gelen ve indüksiyon sar›mlar›ndan geçen ak›m nedeniyle bir elektromanyetik alan
oluflur. Radyofrekans jeneratörünün frekans›, 3-75 MHz aras›nda de¤iflmekle
birlikte, ticari ICP-atomik emisyon spektrometrelerinde frekans, 27 MHz’lik sabit
bir de¤erde tutulur. Argon gaz› ak›m›nda ilk elektronlar›n oluflturulmas›, bir elektron
kayna¤› (Tesla boflal›m›) ile sa¤lan›r ve elektronlar, indüksiyon sar›m›n›n oluflturdu¤u
manyetik alanda h›zlanarak, argon atomlar›yla çarp›fl›rlar ve argon iyonlar›
ile daha fazla say›da elektronun oluflmas›n› sa¤larlar. Bu ifllemin sürekli olarak tekrarlanmas›yla,
ortamdaki argon iyonu ve elektron say›s›n›n artmas› sonucu oluflan
plazma, manyetik alandan enerji absorplayarak 6000-10000 K aras›nda de¤iflen bir
s›cakl›¤a ulafl›r. Plazman›n manyetik alandan enerji absorplamas›, elektrik transformatörlerinde,
birincil sar›mdan ikincil sar›ma enerji aktar›m›na benzer bir ifllemdir.
Bu plazman›n içine giren örnek çözeltisi, atomlafl›r ve uyar›l›r.
157