سرفصل های درس اسپكتروسكوپي تجزيه اي

نام بسته درسی: اسپکتروسکوپی تجزیه ای 1

———————————–

فهرست:

   فصل اول

1-1-مقدمه

1-2-قواعد انتخاب

1-3-عوامل موثر بر شدت یک خط

1-4-تعداد انتقالات جذب  

1-5-رابطه ی بین شدت نور و دانسیته تشعشع

1-6-دلایل پهن شدگی خطوط طیفی اتمی

1-6-1- طول عمر پهن شدگی:

1-6-2-پهن شدگی فشاری

1-6-3- پهن شدگی داپلری  

1-6-4-پهن شدگی استارک

1-6-5-پهن شدگی قدرت تابش

1-7-بیان جذب نوری

1-8-نشر گرمایی

1-8-1-تعریف Projected area  

1-8-2-سرعت انتقال قدرت انرژی تابشی

1-8-3-کل خطوط نشری

1-9-طیف بینی تجزیه ای

1-9-1-نمونه

1-9-2-بافت

1-9-3-بهینه کردن تابع پاسخ

1-9-4-روشsimplex  برای بهینه سازی اندازه گیری

1-10-روش شناسی در طیف بینی تجزیه ای

1-10-1-گونه شناسی شیمیایی

1-11-خطای_های بافت (خطاهای تداخل)

1-11-1-تداخل شیمیایی

1-11-2-خطای نمونه برداری

1-11-3-خطای تصادفی

1-12-حساسیت و حد تشخیص

1-12-1-حد تشخیص و محدوده خطی

1-13-حد کمی بودن

1-14-روشی برای به حداقل رساندن خطای تصادفی

1-14-1-          روش internal blank

1-14-2-افزایش استاندارد

1-15-مشکل و عیب روش  

1-16-مقدمه ای بر طیف سنجی اتمی

1-16-1- Atomic techniques

1-16-2-تهیه نمونه

1-16-3-مه پاشی

1-16-4-حلال زدایی

1-16-5- تبخیر

1-16-6-تفکیک و یونیزاسیون

1-17-ساختار شعله

1-18-عوامل ایجاد مزاحمت در شعله  

1-19-راه های حذف

1-19-1-مونوکروماتور قوی تر

      فصل دوم

2-1-طیف سنجی قوس و جرقه

2-2-قوس

2-3-جرقه

2-4-جرقه با ولتاژ بالا

2-4-1-تغییرات intensity  برحسب زمان

2-5-پلاسمای جفت شده القایی

2-5-1-تولید فرکانس رادیویی

2-6-مکانیسم برانگیختگی

2-7-پلاسمای جریان مستقیم

2-8-پلاسمای ریزموج

2-9-طیف سنج های نشری

2-9-1-سیستم های تک کاناله

2-9-2-دستگاه های متوالی چند عنصری

2-9-3-طیف سنج های چند کاناله

2-10-پلاسمای جفت شده القایی- اسپکتروسکوپی جرمی

2-11-تداخل ها در ICP – Ms

فصل سوم

3-1-رقیق سازی ایزوتوپی

فصل چهارم

4-1-فرض های اساسی

4-2-قدرت تابش کل

4-3-استفاده از یک لامپ پیوسته

4-4-رابطه بین جذب و غلظت اتم ها  

4-5-قسمت های اساسی دستگاه جذب اتمی

4-5-1-Hollow Cathode Lamp

4-5-2-لامپ کاتد توخالی

4-5-3-لامپ شیب دمایی

4-6- اتمی کردن

4-7-تداخل های شعله

4-7-1-تداخل یونیزاسیون

4-7-2-تداخل طیفی- تداخل فیزیکی

4-8-Electrothermal Atomization:

4-9-مکانیزم های اتمیزاسیون

4-10-تداخل ها در کوره گرافیت

4-10-1-تصحیح زمینه دو خطی

4-10-2-تصحیح زمینه منبع پیوسته

4-10-3-اثر زیمان Zeeman effect :

4-10-4-روش تولید هیدرید

4-10-5-مراحل روش HG  

4-10-6-روش های مختلف تولید هیدرید  

4-11-آنالیز در جریان

4-11-1-تداخل ها  

4-11-2-تداخل های فاز گازی

4-12-روشی برای معرفی نمونه به Atomizer

فصل پنجم

5-1-تفاوت های فیزیکی :روش های میکروسوپی

5-2-روش های میکروسکوپی

5-3-روش های electron microscopy  

5-3-1-میکروسکوپ الکترونی عبوری

5-3-2-میکروسکوپ الکترونی روبشی

5-3-3-Scanning probe Microscopy (SPM)

5-4-تفاوت های روش های الکترون میکروسکوپی با light microscopy

5-5-اجزای میکروسکوپ الکترونی

5-6-میکروسکوپ الکترونی روبشی

5-7-میکروسکوپ الکترونی روبشی محیطی

5-8-میکروسکوپ تونل زنی پویشی

5-8-1-دو حالت اسکن کردن  

5-9-مقایسه SEM وAFM  

فصل ششم

6-1-طیف بینی جذب مولکولی

6-1-1-آشکار ساز ها: مبدل ها:Transducers

6-1-2-انواع مبدل هایی پرتویی

6-1-3- انواع دیگری از اشکار ساز ها

6-2- Sources of Noise in Instrumental منابع

6-2-1- تاثیر نویز بر طیف سنجی تجزیه ای

6-3-اصول تبدیل فوریه  

6-4-منابع و آشکارسازها در IR

فصل هفتم

7-1-مقدمه

7-2-حرکت تقویمی

7-3-فرایندهای آسایش

7-3-1-فرآیند اسپین شبکه

7-3-2-مکانیسم اسپین اسپین یا عرضی  

7-4-دستگاه های NMR

7-5- تبدیل فوریه

7-6-Shimming

7-7-چرخش نمونه

7-9-FT –NMR

فصل هشتم

8-1-مقدمه

8-2-اساس کار در تکنیک Mass

8-3-اجزای دستگاه های MASS

8-4-سيستم نمونه گذاري

8-5- منابع تولید یون

8-5-1-يونيزاسيون به روش بمباران الكترون

8-5-2-يونيزاسيون شيميايي

8-5-3-يونيزاسيون ميداني

8-5-4-منبع يونيزاسيون فوتون

8-5-5-يونيزاسيون گرمايي

8-5-6-منبع يونيزاسيون جرقه اي

8-5-7-يونيزاسيون به روش بمباران اتمي

8-5-8-يونيزاسيون مواد از طريق ميدان

8-5-9-يونيزاسيون شيميايي همراه با بمباران الكتروني

8-6- تجزیه کننده جرمی

8-7-انواع تجزیه کننده های جرمی

8-7-1-تجزيه كننده جرمي چهار قطبي

8-7-2-تجزيه كننده جرمي زمان پرواز

8-7-3-سيستم انحراف مغناطيسي

8-7-4- طيف سنج جرمي تمركز دو گانه

8-8-آشكارسازهاي يوني Ion detector

8-9- مزایای FT – Mass

فصل نهم

9-1-تعریف کدورت

9-2- اساس تجزیه کدورت سنجی

9-3-اساس تجزیه نفلومتری

9-4-روشهای کم کردن خطا در این دو روش

9-5- مقایسه نفلومتری و کدورت سنجی

9-6- اثر غلظت بر پراکندگی نور

9-7- اثر اندازه ذرات بر پراکندن نور

9-8- اثر طول موج بر پراکندن نور

فهرست جداول :

شکل ‏1‑1: نمودار اوربیتال مولکولی سدیم

شکل ‏1‑2: فرضیه نشر انشتین

شکل ‏1‑3: ضریب جذب مولی

شکل ‏1‑4: توزیع ماکسول در دماهای مختلف برای روش های جذبی و نشری

شکل ‏1‑5: طیف اتمی و طیف ملکولی

شکل ‏1‑6: مکانیسم جذب و نشر

شکل ‏1‑7: پهن شدگی خطوط طیفی

شکل ‏1‑8: انواع پهن شدگی در پیک ها

شکل ‏1‑9: برخورد نور و نشر

شکل ‏1‑10: افزایش پهن شدگی با افزایش جذب

شکل ‏1‑11: شرایط ایجاد پهن شدگی لورنتزی و داپلری

شکل ‏1‑12: منحنی کالیبراسیون

شکل ‏1‑13: حساسیت

شکل ‏1‑14: مقایسه حساسیت دو روش

شکل ‏1‑15: منحنی کالیبراسیون، شیب، حد تشخیص

شکل ‏1‑16: محدوده خطی

شکل ‏1‑17: روش استاندارد درونی

شکل ‏1‑18: منحنی افزایش استاندارد

شکل ‏1‑19: تزریق نمونه

شکل ‏1‑20: دیاگرام اتمی شدن نمونه

شکل ‏1‑21: مه پاش و مشعل جریان یکنواخت

شکل ‏1‑22: مه پاش

شکل ‏1‑23: مه پاش فریت

شکل ‏1‑24: مه پاش فراصوت

شکل ‏1‑25: مه پاش بابینگتون

شکل ‏1‑26: غیرخطی شدن منحنی کالیبراسیون در غلظت های بالا

شکل ‏1‑27: نمودار جذب-غلظت

شکل ‏1‑28: مشعل Meker-Fisher burner

شکل ‏1‑29: ساختار شعله

شکل ‏1‑30:ذرات تولید شده در شعله

شکل ‏1‑31: نشر کلسیم بر حسب ارتفاع بالای مشعل

شکل ‏1‑32: برش دمایی شعله

شکل ‏1‑33: کسر اتم های آزاد نسبت به مقدار سوخت

شکل ‏1‑34: تشکیل عامل های مولکولی، کاهش کسر اتم های آزاد

شکل ‏1‑35: رفع مزاحمت در شعله

شکل ‏1‑36 رفع مزاحمت در شعله

شکل ‏1‑37 رفع مزاحمت در شعله

شکل ‏1‑38: خود جذبی

شکل ‏2‑1: قوس

شکل ‏2‑2: نمای شماتیک قوس

شکل ‏2‑3: شدت قوس در طول زمان

شکل ‏2‑4: استفاده از ولتاژ AC در Arc

شکل ‏2‑5: ساختار دستگاهی جرقه

شکل ‏2‑6: فرکانس نوسان جرقه

شکل ‏2‑7: جریان در جرقه

شکل ‏2‑8 تغییرات intensity  برحسب زمان

شکل ‏2‑9: تغییرات intensity  برحسب زمان

شکل ‏2‑10: ساختار مشعل پلاسما

شکل ‏2‑11: لوله های کوارتزی مشعل پلاسما

شکل ‏2‑12: برش پلاسما

شکل ‏2‑13: وابستگی شدت به ارتفاع

شکل ‏2‑14: وابستگی شدت به سرعت جریان گاز

شکل ‏2‑15: وابستگی شدت به شدت RF

شکل ‏2‑16 وابستگی توزیع گونه های یونی به سرعت جریان گاز و قدرت RF

شکل ‏2‑17: پلاسمای جریان مستقیم

شکل ‏2‑18: پلاسمای ریز موج

شکل ‏2‑19: مگنترون و پلاسمای ریز موج

شکل ‏2‑20: مه پاش هم مرکز

شکل ‏2‑21: مکانیسم تبخیر

شکل ‏2‑22: تاثیر تکفام ساز بر جداسازی پیک ها

شکل ‏2‑23: تکفام ساز اشل

شکل ‏2‑24وابستگی نشر به سرعت جریان گاز مه پاش

شکل ‏2‑25نمودار وابستگی نشر به سرعت جریان و جرم اتمی

شکل ‏2‑26 نمودار وابستگی نشر به سرعت جریان و نوع یون

شکل ‏3‑1 تفکیک پذیری

شکل ‏4‑1: طیف منبع خطی و نمونه

شکل ‏4‑2: وابستگی ضریب جذب در منابع خطی

شکل ‏4‑3: استفاده از لامپ پیوسته

شکل ‏4‑4: پهنای باند طیفی

شکل ‏4‑5 وابستگی ضریب جذب در منابع پیوسته

شکل ‏4‑6: لامپ کاتد توخالی

شکل ‏4‑7 لامپ شیب دمایی

شکل ‏4‑8 برش شعله

شکل ‏4‑9: تاثیر بافت بر جذب

‏4‑10 تداخل یونیزاسیون

شکل ‏4‑11کوره گرافیتی

شکل ‏4‑12دما در انواع کوره گرافیتی

شکل ‏4‑13 حضور اصلاح کننده بافت

شکل ‏4‑14 جذب در کوره گرافیتی

شکل ‏4‑15تصحیح زمینه منبع پیوسته

شکل ‏4‑16شکافتگی ها در پدیده زیمان

شکل ‏4‑17 جذب در اثر زیمان

شکل ‏4‑18جذب گونه های مختلف در اثر زیمان

شکل ‏4‑19میدان مغناطیسی در تصحیح زمینه زیمان

شکل ‏4‑20 استفاده از پلاریزه کننده در زیمان

شکل ‏4‑21 تصحیح زمینه اسمیت حیفیا

شکل ‏4‑22:آنالیز در جریان

شکل‏4‑23 مقایسه روش های طیف سنجی اتمی

شکل ‏5‑1 تصویر نمایشی

شکل ‏5‑2 استفاده از عدسی

شکل ‏5‑3پراش الکترون

شکل ‏5‑4یافتن مکان پروب با استفاده از نور لیزر

شکل ‏5‑5 یافتن مکان پروب با استفاده از نور

شکل ‏6‑1: اتصال pn

شکل ‏6‑2:: اتصال بایاس معکوس

شکل ‏6‑3: وسایل انتقال بار

شکل ‏6‑4: سیگنال های سیستم تبدیل فوریه

شکل ‏9‑1: کدورت سنجی

شکل ‏9‑2: نمایی از یک نفلومتر

فهرست جداول

جدول ‏1‑1: انواع شعله برای عناصر مختلف

جدول ‏1‑2: مشخصات انواع سوخت

جدول ‏2‑1: انواع دستگاه های ICP

جدول ‏2‑2: مقایسه ICP-AES با ICP-MS

جدول ‏4‑1: حد تشخیص برای گونه های مختلف در دو سیستم کوره و هیدرید

جدول ‏8‑1: روش های مختلف یونیزاسیون نمونه در اسپکتروسکوپی جرمی

بخشی از بسته درسی اسپکتروسکوپی تجزیه ای 1 :

فصل اول:

مقدمه:

اوربیتال های اتمی کربن به صورت زیر می باشد:

برطبق اصل هوند ترتیب پایداری ترم های بدست آ‌مده برای حالت پایه به صورت زیر خواهد بود.

(Ground State)         

تمرین : ترم های طیفی را برای حالت برانگیخته بدست آ‌ورید؟

     Þ     ( آرایش ناهم ارز ) P1 S1

3P2, 3P1 , 3P0

1P1

در مورد اتم Na داریم :

شکل Error! No text of specified style in document.‑1: نمودار اوربیتال مولکولی سدیم

تمرین : Ca را بررسی کنید .

1S0 Þ  ( ground state ) Ca : [Ar]4S2

[Ar]4S13d1(excited state)

S1d1=S´D=1D ,3D

3D3 , 3D2, 3D1

1D2

1-1-             قواعد انتخاب[1]

اگرتعداد کل خطوط طیفی را که بایستی با توجه به مقادیر J و L وجود داشته باشد محاسبه و با تعداد کل خطوط طیفی که عملا مشاهده می شود مقایسه کنیم، واضح است که برخی انتقال ها انجام نمی شوند. بررسی طیف به این نتیجه گیری منجر شد که برخی انتقال ها مجاز و برخی ممنوعه هستند، و در نتیجه قواعد زیر وضع گردید.

1- J می تواند به اندازه هر عدد صحیح، شامل صفر، تغییر نماید.

2- L بایستی به اندازه 1± واحد تغییر نماید.

Line Intensity:

فرضیه نشر انشتین روشی است که شدت نسبی خطوط را دسته بندی کرده و توضیح می دهد.

شکل Error! No text of specified style in document.‑2: فرضیه نشر انشتین

Spontaneous emission Aji ()

این ضریب احتمال انتقال ذرات از تراز بالاتر به تراز پایین تر را نشان می دهد.

(Stimulated emission) Fluorescence

از ضریب Bij یا Bji در Pv ضریب احتمال جذب یافته فوتونی بدست  دانسیته تشعشع خواهد آمد .

Fji = Oscillator strength, Fji   بین 1- 0

lطول موج نشری :

me:جرم الکترون

Max احتمال انتقال        احتمال انتقال صفر است – شدت خطی بی معنی است.

بدست آوردن عملی  Fji :

ضریب جذب مولی : e

شکل Error! No text of specified style in document.‑3: ضریب جذب مولی

Integrated intensity

رابطه بین ضریب اسیلاتور جذب fij و ضریب اسیلاتور نشر fji

( gf  values )      coefficients g: degeneracy

[1]. Selection Rules

برای مشاوره اینجا بزنید