يعد تحليل العناصر وتحديد تركيزاتها مهمة حاسمة في مختلف المجالات العلمية، بما في ذلك الكيمياء وعلوم البيئة وعلوم المواد. تم تطوير العديد من التقنيات لتحقيق ذلك ولكل منها مزاياها وقيودها.
تقنيات تحليل العناصر واستخدامها في تحديد التراكيز
- أحد الأساليب المستخدمة على نطاق واسع هو التحليل الطيفي، والذي يتضمن تفاعل الإشعاع الكهرومغناطيسي مع المادة. يعد التحليل الطيفي للامتصاص الذري (AAS) والتحليل الطيفي للانبعاثات الذرية (AES) طريقتين شائعتين للطيف الطيفي تستخدمان لتحليل العناصر. يقيس AAS امتصاص الذرات للضوء في عينة ، بينما يقيس AES انبعاث الضوء من الذرات المثارة. تعتمد كلتا الطريقتين على الامتصاص المميز أو أطياف الانبعاث للعناصر لتحديد وتقدير تركيزاتها.
- تقنية أخرى قوية هي قياس الطيف الكتلي (MS) ، والتي تقيس نسبة الكتلة إلى الشحن للأيونات. يستخدم مطياف كتلة البلازما المقترن حثيًا (ICP-MS) على نطاق واسع للتحليل العنصري نظرًا لحساسيته العالية وقدرته على قياس مجموعة واسعة من العناصر في وقت واحد. إنه مفيد بشكل خاص لتحديد تركيزات العناصر النزرة في العينات المعقدة مثل السوائل البيولوجية أو العينات البيئية.
- يعد مضان الأشعة السينية (XRF) تقنية أخرى قيّمة لتحليل العناصر. وهو ينطوي على قياس خصائص الأشعة السينية المنبعثة من الذرات عندما تثيرها الأشعة السينية عالية الطاقة أو أشعة جاما. XRF غير مدمر ويمكنه تحليل مجموعة واسعة من العناصر في العينات الصلبة أو السائلة أو المسحوقة.
- بالإضافة إلى هذه التقنيات الطيفية ، يمكن استخدام طرق أخرى مثل المعايرة بالتحليل الحجمي والكروماتوغرافيا والتحليل الكهروكيميائي لتحديد تركيزات عناصر أو مركبات معينة. تعتمد هذه التقنيات على التفاعلات الكيميائية أو مبادئ الفصل أو القياسات الكهربائية لتحديد كمية العنصر في العينة.
- لتحديد التركيزات بدقة ، غالبًا ما يتم إنشاء منحنيات المعايرة باستخدام معايير معروفة بتركيزات معروفة. تنشئ هذه المنحنيات علاقة بين استجابة إشارة التحليل وتركيزه ، مما يتيح القياس الكمي للعينات غير المعروفة من خلال الاستيفاء أو الاستقراء.
بشكل عام يعتمد اختيار التقنية على عوامل مثل طبيعة العينة والحساسية المطلوبة وعناصر الاهتمام. يمكن أن يوفر الجمع بين تقنيات متعددة معلومات تكميلية ويعزز دقة وموثوقية تحليل العناصر وتحديد التركيز.
