فلیم فوتومتر

دستگاه فلیم فوتومتر یک دستگاه آزمایشگاهی است که برای اندازه‌گیری غلظت یون های کلسیم، سدیم، پتاسیم، لیتیوم و باریم در آب و خاک و مواد غذایی و آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فتومتری شاخه‌ای از طیف سنجی جرمی است که در آنها از آنالیزهای شیمی معدنی جهت تعیین غلظت یون های فلزی خاص از جمله سدیم ،پتاسیم، لیتیوم، کلسیم، سزیم  و غیره استفاده می‌شود.

اساس کار فیلم فوتومتر اندازه‌گیری شدت نوری است که با ورود فلز به شعله ساطع می‌شود.اساس این روش جداسازی فلزات قلیایی (گروه 1) و فلزات خاکی قلیایی (گروه 2) به دلیل انرژی حرارتی تامین شده از منبع است.

از طول موج رنگی تولید شده می‌توان عنصر مورد نظر را شناسایی کرد. همچنین به واسطه رنگ شعله‌ می توان اطلاعاتی راجع به مقدارعنصر موجود در نمونه به دست آورد. بسته به گرما، اتم‌ها برانگیخته می‌شوند و به سطح انرژی بالاتر و ناپایدار تری می ‌روند. با بازگشت به سطوح پایدار، اتم‌ها نور ساطع می‌کنند. مقدار جذب نور ناشی از تحریک الکترونیکی را می‌توان با استفاده از تکنیک‌های جذب مستقیم در ناحیه مرئی طیف جذب اندازه‌گیری کرد. طول موج نوری که توسط عناصر ساطع می‌شود در یک محدوده خاص قرار دارد.

در واقع اصل اساسی فیلم فوتومتر یا نورسنج شعله، استفاده از شعله به عنوان منبع نور تحریک  و استفاده از یک سیستم تشخیص فتوالکتریک برای اندازه‌گیری شدت تابش ساطع شده هنگام بازگشت عنصر برانگیخته از حالت برانگیخته به حالت پایه است. نوع عنصر و محتوای آن بر اساس طیف مشخصه و شدت موج نور آن تعیین می‌شود.

 

اجزای فلیم فوتومتر:

1- منبع شعله: منبعی که شعله را ایجاد و گسترش می‌دهد و در دمای ثابت حفظ می‌کند. دمای شعله عامل مهمی در نورسنجی می‌باشد. درجه حرارت شعله به نسبت سوخت و عامل اکسید کننده بستگی دارد.

2- نبولایزر و میکسر: که باعث انتقال محلول نمونه به صورت همگن و با سرعت ثابت به سمت شعله می‌شود.

3- سیستم نوری در فیلم فوتومترها سیستم نوری شامل آینه محدب و عدسی محدب می باشد.آینه های محدب نور را از اتم‌ها به سمت عدسی منتقل می‌کنند. عدسی محدب نقش متمرکز کردن نور در یک نقطه را برعهده دارد.

4- فیلترهای رنگی: نور متمرکز شده توسط عدسی‌ها به سمت فیلترها می‌رود. فیلترها اجازه رسیدن طول موج‌های نامربوط  را به دتکتور یا آشکارساز نمی‌دهند.

5- آشکارساز یا دکتور: که تابش ساطع  شده را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند. سیگنال‌های الکتریکی با شدت نور رابطه مستقیم دارند.

 

نحوه کار با دستگاه فلیم فوتومتر:

1- محلول استاندارد  و محلول نمونه را توسط آب مقطر و به طور کاملاً دقیق آماده کنید.

2- شیر منبع سوخت متصل به دستگاه را باز کنید سپس به مدت ۵ دقیقه اجازه دهید که شعله کالیبره و تثبیت شود.

3- درب محفظه فیلترهای فلیم فوتومتر را باز کنید.

4- لوله نمونه را داخل یک بشر کاملا تمیز حاوی آب مقطر تازه قرار دهید تا دستگاه از نمونه‌های قبلی کاملاً تمیز شود و به اصطلاح صفر دستگاه تنظیم شود.

5- لوله نمونه را داخل غلظت ترین محلول استاندارد قرار دهید تا انحراف معیار مشخص شود.

6- از کمترین غلظت محلول‌ها را بر ترتیب داخل دستگاه قرار دهید و عدد را بخوانید.

7- پس از هر محلول مسیر را با آب مقطر شستشو دهید تا از بروز هرگونه خطایی جلوگیری شود.

8- نمودار کالیبراسیون  را در نرم افزار اکسل رسم کنیم.

9- با به دست آوردن معادله خط  این نمودار می‌توانید غلظت نمونه مجهول را محاسبه کنید.

مزایای دستگاه فلیم فوتومتر:

آنالیزی ساده و کم هزینه بر اساس آنالیز شعله بوده و تعیین عناصری مانند فلزات قلیایی و فلزات قلیایی خاکی به راحتی و با اطمینان انجام می‌گیرد.

 

معایب دستگاه فلیم فوتومتر:

1- اطلاعاتی  در مورد ساختار مولکولی ترکیب موجود در محلول نمونه  بدست نمی آید.

2- عناصری مانند کربن، هیدروژن و هالیدها به دلیل اینکه تابشی ندارند قابل شناسایی نیستند.

3- نیاز به یک محلول استاندارد با ملاریته  مشخص جهت شناسایی  یون ها داریم.

4- غلظت یون فلزی در محلول را نمی‌توان با دقت اندازه‌گیری کرد.