طیف سنجی نشر اتمی ( AES )

اساس روش طیف سنجی نشر اتمی ( Atomic Emission Spectroscopy ) ، اندازه گیری شدت نشر یون یا اتم در حالت گازی می باشد. یون یا اتم گازی که الکترون لایه ظرفیت آنها بر اثر گرما ، واکنش شیمیایی یا جریان الکتریکی برانگیخته می شوند ، تابش های مشخصی در طول موج های مرئی و ماوراء بنفش دارند. همانند طیف جذبی ، در طیف نشری هر عنصر نیز طول موج های معینی وجود دارد که از ویژگی های آن عنصر می باشد. به عبارت دیگر ، طیف های نشری و جذبی هیچ دو عنصری مانند هم نیستند و اندازه گیری تابش نشر داده شده عنصر مورد نظر کاربرد زیادی در آنالیز کمی و کیفی عناصر فلزی و شبه فلزی دارد.

شدت نشر خودبخودی تابشی توسط یک اتم از رابطه زیر بدست می آید :

L_em = A_ji hv_ji N_j

که در آن l_em شدت نور تابشی ، A_ji احتمال انتقال برای نشر خودبخودی ، h ثابت پلانک ، v_ji فرکانس تابشی و N_j تعداد اتم در حالت برانگیخته است. تعداد اتم های برانگیخته و در نتیجه شدت نشر متناسب با غلظت اتم ها می باشد. بنابراین در غلظت های پایین رسم شدت نشر بر حسب غلظت یک خط صاف خواهد بود.

اگر تعادل ترمودینامیکی برقرار باشد ، رابطه توزیع بولتزمن برای غلظت اتم ها در حالت برانگیخته و پایه ، به صورت زیر می باشد :

N_j/N_o = ( g_j/g_o ) e^-Ej/kT

در رابطه بالا ، N_j و N_o تعداد اتم های در حالت برانگیختگی ، g_j و g_o وزن های آماری تراز برانگیخته و پایه ، E_j اختلاف انرژی تراز برانگیخته و پایه ، K ثابت بولتزمن و T دما برحسب کلوین است .

در طیف سنجی نشر اتمی ، تابش نشر شده توسط اتم های برانگیخته شده متناسب با غلظت اتم ها می باشد در صورتیکه در جذب اتمی تابش جذب شده بوسیله اتم های تحریک نشده تعیین می شود.

تفاوت دستگاه طیف سنجی نشر اتمی با طیف سنجی جذب اتمی

طیف سنجی نشر اتمی از نظر شباهت دستگاهی ، بسیار شبیه به طیف سنجی جذب اتمی است تنها تفاوت در این دو دستگاه ، منبع تابشی می باشد به این صورت که در روش نشر ، نیازی به منبع تابش نمی باشد و به همین علت نیز می توان به راحتی با خاموش کردن منبع تابشی ، یک طیف سنجی جذب شعله را به یک طیف سنج نشر شعله تبدیل کرد. روش های نشری به دلیل استفاده از منابع اتمی برانگیخته کننده مانند پلاسما ، قوس ، جرقه و لیزر ، طراحی های پیچیده تری دارند.

طیف سنجی نشر اتمی بر اساس منبع تابش ( برانگیخته کننده ) ، به 4 دسته پرکاربرد تقسیم می شود :

• طیف سنجی نشر اتمی شعله
• طیف سنجی نشر اتمی پلاسما
• طیف سنجی نشر اتمی قوس و جرقه
• طیف سنجی نشر اتمی تخلیه تابش