اندازه گیری آهن

[masi eng 47,044]

مقدمه :

 

نحوه کار با دستگاه اسپکتروفوتومتر

 

بطور کلی هر روش یا دستگاهی که بررسی برهمکنش نور با ماده بپردازد به روشهای اسپکتروسکوپی یا طیف سنجی مربوط می شود.

 

روشهای اسپکتروفوتومتری بسیار وسیع هستند که در هر تکنیک به بررسی برهم کنش یک بخش از نور یا امواج الکترومغناطیس با ماده پرداخته می شود.

 

اما برای استفاده از تکنیک اسپکتروفوتومتری مانند طیف سنجی ماورای بنفش – مرئی ، برای اندازه گیری کمی باید در ابتدا یک منحنی کالیبراسیون رسم گردد. به عنوان مثال چنانچه بخواهیم از اسپکتروسکوپی ماورای بنفش – مرئی برای اندازه گیری غلظت یک یون مجهول مثلاً یون آهن 3 استفاده کنیم باید در ابتدا چند محلول کاملاً معلوم از این یون تهیه شود و منحنی غلظت بر حسب میزان جذب برای این یون رسم گردد. این منحنی کالیبراسیون نام دارد.

 

سپس با اندازه گیری میزان جذب نمونه ی مجهول و بر اساس منحنی کالیبراسیون می توان به غلظت نمونه ی مجهول دست یافت.

 

۱الف) واکنش فلزها و از جمله آهن با سولفوریک اسید رقیق و غلیظ متفاوت است. آهن با سولفوریک اسید رقیق گاز هیدروژن تولید می‌کند در حالی که در واکنش با سولفوریک اسید غلیظ گاز SO2 تولید می‌کند:

 

واکنش آهن با اسید رقیق:

 

2 Fe + H2SO4 --> H2 + Fe2SO4

 

واکنش آهن با اسید غلیظ:

 

Fe + H2SO4 + 2 H+ --> Fe2+ + SO2 + 2 H2O

 

الف) هر نمکی می‌تواند اسید هم خانواده خود را جذب نماید. برای نمونه سولفاتها می‌توانند سولفوریک اسید را جذب کنند، کلریدها هیدرو کلریک اسید را و...

[masi eng 47,044]

الف) اسپکتروسکوپی فرابنفش-مرئی:

 

یک دستگاه اسپکتروفتومتر فرابنفش–مرئی شامل یک منبع نوری، یک تکفام‌ساز و یک آشکارساز است.

 

١) منبع نوری بیشتر یک لامپ دوتریم است که در ناحیه فرابنفش طیف الکترومغناطیسی تابش می‌کند. لامپ تنگستن، برای طولهای موجهای ناحیه مرئی از طیف الکترومغناطیسی به کار می‌رود.

 

٢) تکفام‌ساز یک شبکه پراش است و نقش آن، پخش کردن پرتو نوری به طول موجهای تشکیل‌شده از آن است. مجموعه‌ای از روزنه‌ها، طول موج مورد نظر را بر روی سلول نمونه متمرکز می‌سازند.

 

٣) آشکارساز: نوری که از درون سلول نمونه می‌گذرد، به آشکارساز می‌رسد و در آن جا شدت نور عبوری (i) ثبت می‌شود. آشکارساز، بیشتر یک لوله تکثیرکننده فوتون است، ولی در دستگاههای جدید از فتودیودها نیز استفاده می‌شود. در یک دستگاه دو پرتوی، نور ساطع‌شده از منبع نوری به دو پرتو تقسیم می‌شود: پرتو نمونه و پرتو شاهد. وقتی نمونه‌ای در مقابل پرتو شاهد نباشد، نور آشکار شده معادل شدت نور ورودی به نمونه است.(i0)

سلول نمونه باید از ماده‌ای ساخته شده باشد که نسبت به تابش الکترومغناطیس به کار رفته، شفاف باشد. سلولهای به کار رفته برای ناحیه مرئی طیف الکترومغناطیس، از جنس شیشه یا پلاستیک هستند. اما برای طیف‌گیری در ناحیه فرابنفش نمی‌توان از شیشه یا پلاستیک استفاده کرد، زیرا نور فرابنفش را جذب می‌کنند. در عوض، از سلولهایی از جنس کوارتز باید استفاده شود که تابش این ناحیه را جذب نمی‌کنند.

 

محدودیت دستگاه شرح داده شده:

 

دستگاهی که شرح آن رفت، فقط برای کار در یک طول موج مناسب است؛ اگر طیف جامعی مورد نظر باشد، به یک سیستم مکانیکی جهت چرخش تکفام‌ساز و پویش تمامی طول موجها نیاز خواهد بود. این نوع سیستم آهسته کار می‌کند و بنا بر این، زمان قابل توجهی برای ثبت یک طیف مورد نیاز است.