شاید این سؤال برای همه پیش بیاید که در آنالیز جذب اتمی چرا از ژنراتور بخار هیدرید استفاده می شود و اصولاً چرا خود دستگاه جذب اتمی به تنهایی برای آنالیز استفاده نمی شود.
با توجه به اینکه در آنالیز با دستگاه جذب اتمی در روش شعله و کوره، برخی عناصر غالباً سمّی مثل کادمیوم، جیوه و آرسنیک در منابع محیطی مثل آب آشامیدنی حساسیت لازم برای اندازگیری در دستگاه جذب اتمی را تأمین نمی کند. لذا ابزار ژنراتور بخار هیدرید یا به عبارت دیگر دستگاه HVG می تواند حساسیت این عناصر را تا حد بسیار مطلوبی برای آنالیز با دستگاه جذب اتمی تأمین نماید.
اجزاء دستگاه ژنراتور هیدرید بخار HVG
- پمپ مالشی یا peristaltic pump
- فلومتر گاز حامل
- منیفولد اختلاط نمونه
- کویل هموژنایزر
- لوله های سیلیکونی و تایگون
- اسپلیتور مایع
- سل نمونه T شکل
- اتمایزر الکتروترمال
روش کار دستگاه ژنراتور بخار هیدرید HVG
در دستگاه هیدرید ژنراتور لوله های مختلفی از جنس تایگون به مرکز پمپ مالشی متصل هستند که با شروع بکار پمپ با سرعت مشخصی همزمان محلول نمونه، محلول های کاهنده و بخارساز را به داخل منیفولد یا محفظه اختلاط پمپاژ می نمایند. یک بخش از این منیفولد به گاز حامل که معمولاً آرگون می باشد متصل است، که توسط فلومتر سرعت عبور گاز توسط کاربر تنظیم شده است و این مخلوط در حین عبور از کویل هموژنایزر بیشتر همگن می شوند. در این مرحله قسمت بیشتر نمونه به بخار تبدیل می شود. در مرحله بعد مخلوط بخار نمونه و مقدار کمی از قطرات مایع که در این فرایند بخار نشده اند به داخل اسپلیتور یا جداکننده هدایت می شوند تا قطرات مایع از بخار زدوده شده و سپس یه سمت اتمایزر حرکت می نمایند. در داخل اتمایزر سل کوارتز به شکل T بخار ار محبوس نموده و کوره دربرگرفته سل دما را به تناسب عنصر بالا می برد و در این لحظه نور هالوکاتد از میان بخار عبور نموده و جذب اتمی خوانده می شود.
ژنراتور بخار هیدرید یا HVG
مزایای استفاده از دستگاه HVG
در روش استفاده از نبولایزر در دستگاه جذب اتمی، به دو دلیل حساسیت لازم برای اندازه گیری برخی عناصر تأمین نمی شود.
1. مدت حضور اتم ها در منطقه جذب تابش بسیار کم است (در حدود 0.003 ثانیه) و از آنجائیکه حساسیت برخی عناصر مثل جیوه برای برانگیخته شدن در این مدت محدود، بسیار کم است، اتم های این عناصر بدون برانگیختگی از مقابل نور هالوکاتد فرار می کنند.
راه حل: برای حل این مشکل، از سل مخصوص کوارتز شکافدار استفاده می شود. داخل این سل محیطی نسبتاً بسته است که باعث حضور بیشتر اتم ها در ناحیه جذب تابش می شود. این سل T شکل است که از سمت پائین T بخار نمونه انباشته می شود و از دو طرف T نیز تخلیه می شود. لذا زمان حضور اتمها در مقابل نور هالوکاتد بسیار بیشتر می شود و لذا اتم های عناصری مثل جیوه و سرب فرصت برانگیختگی پیدا می کنند.
2. نبولایزر بخش بسیار کوچکی در حدود 10 درصد نمونه محلول را وارد قسمت شعله متمایز می نماید و مابقی نمونه هدر می رود. با توجه به حساسیت بسیار پائین برخی عناصر همان مقدار 10 درصد هم نوری جذب نمی نمایند.
HVG Simple diagram
راه حل: برای برطرف کردن مشکل دوم، فناوری دستگاه ژنراتور بخار هیدرید HVG معرفی می گردد. در اینجا آنالیت محلول نمونه در واکنش با یک عامل کاهنده به صورت بخار ملکولی/اتمی از ماتریس آن جدا شده و در فاز بخار به اتمایزر منتقل می شود. با توجه به اینکه در این روش نمونه اسپری نمی شود و تمام بخار داخل محفظه سل برای مدتی محبوس می شود و از طرفی چون تمامی نمونه ورودی به سل بصورت بخار در جریان است، لذا در حالت ژنراتور هیدرید بخار بازده نمونه تقریبا 100% است.
در فناوری تولید بخار، محلول اسیدی شده طبق واکنش Ra+A +H→AnHm+H2 +… که A آنالیت مورد تجزیه و Ra عامل کاهنده است. در بین فناوری های تولید بخار 2 روش تولید بخار سرد و تولید هیدرید در زمره پراستفاده ترین روش ها هستند. روش بخار سرد تنها در آنالیز جیوه کاربرد دارد.
در حالت بخار سرد محلول جیوه طی واکنش با کاهنده ای مثل کلرید قلع، بخار سرد جیوه را در دمای اتاق تولید می کند. در حالت بخار سرد به وجود شعله نیازی نیست. حد تشخیص عنصر تا اندازه ppt ارتقاء می یابد. برای تولید هیدرید مورد نظر که اغلب از عناصر فرار می باشند، در محیط اسیدی از کاهنده هایی مانند سدیم بورو هیدرات استفاده می شود . هیدرید به اتمایزر منتقل شده و بازده بسیار بالا می رود. حد تشخیص عنصر ppb است. این فناوری قابل استفاده برای آنالیز آرسنیک، بیسموت، قلع، آنتیموان، تلوریم، سلنیم و کادمیوم است. فرآیند هیدرید سازی به غیر از جیوه نیاز به دمایی در محدوده 1000 درجه دارد که این مشکل با نصب کوره برقی آرورا بر روی برنر قابل حل است.
خرید دستگاه HVG از کدام برند
کمپانی کانادائی آرورا یکی از سازندگان بنام ژنراتور هیدرید بخار HVG برای دستگاه جذب اتمی و دستگاه ICP می باشد. مدل VG411 از کمپانی آرورا بسیار مناسب آنالیز عناصر با شکل بخار هیدرید در دستگاه جذب اتمی می باشد. شرکت ری نور آزما نماینده انحصاری برند آرورا در ایران می باشد.
دستگاه ژنراتور بخار هیدرید
