Transcript ความรู้เบื้องต้นเรื่อง Spectrophotometry และ Atomic absorption spectrophotometry (AAS) โดย

ความรู ้เบือ
้ งต ้นเรือ
่ ง
Spectrophotometry และ
Atomic absorption
spectrophotometry (AAS)
โดย
ั ดิ์
ผศ.ดร. สมศก
มณีพงศ ์
สานักวิชาเทคโนโลยีการเกษตร
มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์
อะไรคือ
spectroscopy
การวิเคราะห์สาร
ั สมบัตท
โดยอาศย
ิ ี่
เกิดจากอันตร
กริยา
(interaction)
ระหว่างสารกับ
เคลือ
่ น
อันตรกริยา
Absorpti
on
Emissio
n
Fluores
cence
Electromagnetic
spectrum
Absorption VS
Emission
Absorption
หมายถึง
กระบวนการที่
อนุภาคพลังงาน
(photon) ถ่ายเท
พลังงานให ้แก่
อะตอมหรือ
H = Plank’s constant,
โมเลกุลของสาร
Emission
หมายถึง
กระบวนการที่
อะตอมหรือ
โมเลกุลคาย
พลั
ง
งานที
่
f = frequency
ดูดกลืนไว ้
ระดับพลังงานของอะตอม
และโมเลกุล
Atom
Molecule
ระดับพลังงานของอะตอมและ
โมเลกุล
การดูดกลืนแสง
log It/Io = - EbC
Transmittance (T) = It/Io
Absorbance (A) = EbC
คือความเข ้มข ้น
ของสาร
(อะตอมหรือ
โมเลกุล)
C
UV - Vis
spectrophotometer
้
การใชประโยชน์
ในการ
วิเคราะห์ดน
ิ และพืช
ฟอสฟอรัส
กามะถัน
ไนโตรเจน
สว่ ยประกอบของเครือ
่ ง
Spectro.
Single beam
Double beam
้ อ
การใชเครื
่ ง UV-Vis
spectrophotometer
เตรียมสารละลายตัวอย่างและ
สารละลายมาตรฐาน (สารละลายใส
ไม่มต
ี ะกอน)
เปิ ดเครือ
่ งทิง้ ไว ้อย่างน ้อย 5 นาที
( s i n g l e
b e a m )
เลือ
่ นความยาวเคลือ
่ นไปยังค่าที่
ต ้องการวัด
ปรับค่า Absorbance เป็ น 0 ด ้วย
Atomic absorption
spectrophotometr
y (AAS)
้
การใชประโยชน์
สาหรับการวิเคราะห์ดน
ิ และ
พืชใชวิ้ เคราะห์ธาตุตา่ งๆ
ที่
่ Na, K, Ca,
เป็ นโลหะ เชน
Mg, Fe, Mn, Cu, Zn และ
M
o
เป็ นต ้น
สว่ ยประกอบของเครือ
่ ง
AAS
Single beam
Double beam
สว่ ยประกอบของเครือ
่ ง
AAS
แหล่งกาเนิดแสง
Hollow cathode lamp
Electrodeless discharge lamp
้
ใชไฟฟ้
าเป็ น
แหล่งพลังงาน
้ อ
ใชเคลื
่ นวิทยุเป็ น
แหล่งพลังงาน
ใชกั้ บธาตุทน
ี่ า
ไฟฟ้ า
ใชกั้ บธาตุ P, Hg, As,
Se, Ga, Sb และ Bi
แหล่งกาเนิดแสง
แหล่งกาเนิดไออะตอม
(เปลวไฟ)
สว่ นประกอบของ
burner
แหล่งกาเนิดไออะตอม
(เปลวไฟ)
แหล่งกาเนิดไออะตอม
(เปลวไฟ)
ระบบแก๊ส
แหล่งกาเนิดไออะตอม
(เปลวไฟ)
ชนิดของแก๊สและ
อุณหภูม ิ
Fuel
Oxidant
Temp. (C)
Acetylene
Air
2100
- 2400
Acetylene
Nitrous
2600 - 2800
LPG
- 1900
Air
1700
แหล่งกาเนิดไออะตอม
(เปลวไฟ)
แหล่งกาเนิดไอ
อะตอม
แท่งแกรไฟต์กลวง
แหล่งกาเนิดไอ
อะตอม
แหล่งกาเนิดไอ
อะตอม
ไฮไดรด์และไอ
ปรอท
ใชวิ้ เคราะห์
ธาตุ As,
Bi, Sb,
Ge, Se,
แหล่งกาเนิดไอ
อะตอม
้
หลักการใชงาน
Flame
AAS
ขัน
้ ตอนการใช ้
การเตรียม
ตัวอย่างและ
สารละลาย
มาตรฐาน
การใช ้
การเตรียมสารละลาย
มาตรฐาน
สารละลายมาตรฐานควรเตรียม 3 ระดับ
ความเข ้มข ้น เพือ
่ ลดความผิดพลาดในการ
เตรียม และความสมา่ เสมอของผลวิเคราะห์
Stock standard
Intermediate standard
Working standard
การเตรียมสารละลาย
มาตรฐาน
Stock standard
้
เตรียมโดยใชสารที
ม
่ ค
ี วามบริสท
ุ ธิส
์ งู
นามาละลายในตัวทาละลายที่
เหมาะสม ธาตุแต่ละธาตุมวี ธิ เี ตรียมไม่
เหมือนกัน
ดูคาแนะนาจากคูม
่ อ
ื
ื้ สารละลายสาเร็จรูปจากผู ้ผลิต
ซอ
โดยทั่วไปมีความเข ้มข ้น 500 - 2000
m
g
/
L
การเตรียมสารละลาย
มาตรฐาน
Intermediate standard
เตรียมโดยเจือจางสารละลาย stock
standard ลง 10 - 25 เท่า
โดยทั่วไปความเข ้มข ้น 50 - 200 mg/L
ไม่ควรเก็บไว ้นาน (1 - 2 เดือน)
การเตรียมสารละลาย
มาตรฐาน
Working standard
เตรียมโดยเจือจาง intermediate
standard ให ้มีความเข ้มข ้นต่างๆ คลอบ
คลุม working range ของธาตุนัน
้ (3 9 ค่า)
่
เติมสารลดการรบกวน เชน
SrCl2 ในกรณีวเิ คราะห์ Ca
CsCl ในกรณีวเิ คราะห์ K
KCl ในกรณีวเิ คราะห์ Al
วิธใี ช ้ Flame AAS
้ อ
วิธใี ชเครื
่ ง
เปิ ดถังแก๊สและปั๊ มอัดอากาศ
ตรวจสอบความดัน
รอยรั่วและความ
ผิดปกติตา่ งๆ ของแก๊สและ b u r n e r
เปิ ดเครือ
่ ง AAS เปิ ดหลอด HCL ที่
ต ้องการใช ้
แล ้วปรับตาแหน่งหลอด
และตาแหน่ง
b u r n e r
ตัง้ ค่าความยาวคลืน
่ ทีต
่ ้องการใช ้
(ดู
วิธใี ช ้ Flame AAS
้ อ
วิธใี ชเครื
่ ง
(ต่อ)
จุดไฟ ปรับความดันแก๊สอีกครัง้ และ
ปรับอัตราการไหลของแก๊สให ้
เหมาะสม (normal flame, reduced
flame, oxidized flame)
ทดสอบ s e n s i t i v i t y ของธาตุท ี่
ต ้องการวิเคราะห์
ปรับแต่งตาแหน่ง b u r n e r
และ
วิธใี ช ้ Flame AAS
การปรับตาแหน่ง
burner
วิธใี ช ้ Flame AAS
้ อ
วิธใี ชเครื
่ ง
(ต่อ)
อ่านค่า absorbance ของ
สารละลายมาตรฐาน
อ่านค่า absorbance ของ
สารละลายตัวอย่าง
อ่านค่า absorbance ของ
สารละลายมาตรฐานบางความ
เข ้มข ้น ทุก ๆ 20 - 30 ตัวอย่าง
วิธใี ช ้ Flame AAS
AAS บางรุน
่ สามารถ
วิเคราะห์ธาตุได ้
หลายธาตุพร ้อมกัน
วิธใี ช ้ AAS
วิธใี ช ้ AAS
การสร ้าง calibration curve
Y = aX2 + bX + c
X = {sqr(b2 - 4a(c-Y)) - b}/2a
ข ้อควรระวังเกีย
่ วกับ
calibration curve
หลีกเลีย
่ ง extrapolation ออกไปจาก
ชว่ งความเข ้มข ้นของสารละลาย
มาตรฐานมากๆ (ตรวจสอบจากกราฟ)
้
้
ไม่ใชสมการเส
นตรง
(Y = a + bX)
้
แทนสมการเสนโค
้ง เมือ
่ r2 ของเสน้
โค ้งสูงกว่า
ข ้อควรระวังในการใช ้
Flame AAS
้ สออกซเิ จนกับ pre-mixed
ไม่ใชแก๊
burner
้
ใชไนตรั
สออกไซด์กบ
ั burner ขนาด
5 cm เท่านัน
้
เปิ ดอากาศก่อน และปิ ดอากาศหลัง
สวม burner ให ้แน่น แหวนยางต ้อง
ไม่หลวมหรือชารุด
ข ้อควรระวังในการใช ้
Flame AAS
ไม่ใชน้ ้ ามันหล่อลืน
่ กับสว่ นใดๆ
ของ
b u r n e r และต ้องมีเครือ
่ งกรองน้ ามัน
เสมอเมือ
่ ใชปั้ ๊ มอัดอากาศแบบใชน้ ้ ามัน
ความดันถังของแก๊ส Acetylene ต ้องไม่
ตา่ กว่า 40 psi แต่ความดันในท่อต ้องไม่
เกิน
20
p
s
i
ตรวจสอบระบบป้ องกันการระเบิดตาม
คาแนะนาของผู ้ผลิต
การบารุงรักษาเบือ
้ งต ้น
้
ฉีดน้ ากลั่นหลังใชงานแต่
ละวัน 3 - 5
นาที
ถอด burner ออกล ้างด ้วย Ultrasonic
b a t h
ถ ้าสกปรกมาก
ทาความสะอาด nebulizer ด ้วยลวด
ขนาดเล็กเมือ
่ อุดตัน
ปล่อยน้ าในหม ้อลมทิง้ ประมาณ 1 - 3
จบเนือ
้ หา