การฝึกอบรมการใช้เครื่อง Atomic Absorption Spectrophotometer

งานนำเสนอเรื่อง: "การฝึกอบรมการใช้เครื่อง Atomic Absorption Spectrophotometer"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 การฝึกอบรมการใช้เครื่อง Atomic Absorption Spectrophotometer

2 เนื้อหาการอบรม หลักการและทฤษฎีของอะตอมมิกแอบซอพชั่นและการใช้เครื่อง วิธีการตรวจวิเคราะห์ ปฏิบัติการใช้เครื่องอะตอมมิกแอบซอพชั่นและ การบำรุงรักษา

3 หลักการและทฤษฎีของอะตอมมิกแอบซอพชั่น

4 สเปกโตรโฟโตเมตรี(Spectrophotometry)
สเปกโตรสโกปี(Spectroscopy) คือวิชาที่ศึกษาถึงการกระทำร่วม (interaction) ระหว่าง คลื่นแสงกับสสาร สเปกโตรโฟโตมิเตอร์(Spectrophotometer) เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาการกระทำร่วมระหว่างคลื่นแสง กับสสาร สเปกตรัม(Spectrum) กราฟความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานที่ถูกดูดกลืนกับ ความยาวคลื่น

5 ความยาวคลื่นแสง (wavelength) : 
คือความยาวแสงหนึ่งช่วงคลื่น มีหน่วยวัดเป็น  , Å , etc ความถี่ (frequency) : υ คือจำนวนคลื่นที่ผ่านจุดๆหนึ่งในต่อหน่วยเวลา มีหน่วยเป็น cycle per sec (cps) หรือ Hz 1 cps = 1 sec-1 = 1 Hz

6 υ = จำนวนคลื่นต่อเซนติเมตรมีหน่วยเป็น cm-1
การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรือแสง แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือ อนุภาค (particle) ที่เรียกกันว่า photon จาก Quantum theory พลังงานของ photon จะเป็นปฏิภาคโดยตรงกับความถี่ของการแผ่รังสีนั้น E = hυ E = h C/ υ = 1/ E = พลังงานของ photon มีหน่วยเป็นจูล (J) h = Plank’s constant = 6.62 x J sec υ = ความถี่ในหน่วย Hertz (Hz = cps , sec-1)  = ความยาวคลื่นแสง υ = จำนวนคลื่นต่อเซนติเมตรมีหน่วยเป็น cm-1

7 ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และความยาวคลื่น
υ = c/η C = ความเร็วของแสงในสูญญากาศ = 3.0 x 108 m/s η = ดัชนีหักเหของตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่าน กรณีที่แสงผ่านอากาศ υ = c 1 Å = m µm = m nm = 10-9 m

8 Electromagnetic Spectrum
คือช่วงความยาวคลื่นของแสง ตั้งแต่ gramma ray ซึ่งมีพลังงานสูงสุด (  ต่ำสุด) ถึงคลื่นวิทยุ (radiowave) ซึ่งมีพลังงานต่ำสุด (  สูงสุด) Nuclear transition Inner electron transition Outer electron transition Molecular vibration Molecular rotation Nuclear Magnetic Resonance

9 Electromagnetic Spectrum
Visible

10 สเปกตรัมของแสงที่ตามองเห็น (Visible spectrum)
Wavelength, nm Color Complementary Color (absorbed) (color observed) < >780 Ultraviolet Violet Blue Green-blue Blue-green Green Yellow-green Yellow Orange Red NIR Yellow-green Yellow Orange Red Purple Violet Blue Green-blue Blue green

11 Molecular Response to Radiation

12 Electronstate

13 Electronic transition

14 Nature of atom e- + Mo Ground state M0 = Ground State Electron

15 Excitation Absorption Light e- + +E Mo M* M* = Excited Electron

16 Emission +E + e- Light +E - E Mo M* Mo Back to ground state

17 Origins of Atomic Spectra
Light e- + e- Excited State E = hn = hc/l

18 Atomic Spectroscopy Absorption Mo + light M* Emission
Mo + heat M* Mo + light

19 absorption emission Interaction between light and atom fluorescence
Excited state photon heat photon photon photon Ground State absorption emission fluorescence

20 ภาพแสดง spectrum ของการดูดกลืนช่วงแสง ของ atom หรือ molecule
UV/VIS spectrum Absorbance max = Absorption maximum  ภาพแสดง spectrum ของการดูดกลืนช่วงแสง ของ atom หรือ molecule

21 UV/VIS spectrum

22 การกระทำร่วม (Interaction) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับสสาร
Transmitted radiation (Pt) Fluorescence (F) Scattering (Ps) Reflected radiation, (Pr) Incident radiation, P0 absorbed

23 กฏที่เกี่ยวกับการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
Lambert’s law ความเข้มแสงที่ถูกดูดกลืนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับระยะทางที่แสงผ่าน P0 b1 P P0 P b1 P0 b2 P Log P0/P ⍺ b

24 กฏที่เกี่ยวกับการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
Beer’s law ความเข้มแสงที่ถูกดูดกลืนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้นของสาร P0 P P0 P P0 P Log P0/P ⍺ C

25 Lambert & Beer’s law Log P0/P = A = - log T = abc A
A = Absorbance T = Transmission a = absorptivity b = ระยะทางที่แสงผ่านสาร c = ความเข้มข้นสาร C

26 การคำนวณเปลี่ยน %T เป็น A
Absorbance %T A %T 1 10 0.69 20 0.52 30 0.39 40 0.301 50 0.221 60 0.154 70 0.096 80 0.045 90 100 A = - log T A = 2 - log%T เช่นถ้าแสงผ่านออกมา 70% A = -log 70/100 A =

27 การเบี่ยงเบนไปจากกฏของ Beer’s (Deviation)

28 อะตอมมิกแอบซอพชั่นสเปกโตรสโกปี Atomic Absorption Spectroscopy
เป็นการศึกษากระบวนการซึ่งเกิดจากการดูดกลืนแสงของอะตอมอิสระที่ความยาวคลื่นใดความยาวคลื่นหนึ่ง

29 อะตอมมิกแอบซอพชั่นสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ Atomic Absorption Spectrophotometer
คือ เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษากระบวนการ การดูดกลืนแสงของอะตอมอิสระที่ความยาวคลื่นใดความยาวคลื่นหนึ่ง

30 อะตอมมิกแอบซอพชั่นสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ Atomic Absorption Spectrophotometer
Light Source Atomizer Mono Chromator Detector

31 แหล่งกำเนิดแสง Light Source
คือ อุปกรณ์ที่ให้แสงในความยาวคลื่นจำเพาะสำหรับธาตุที่ทำการวิเคราะห์ โดยแหล่งกำเนิดแสงของเครื่องอะตอมมิกแอบซอพชั่นสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ เรียกว่า Hollow Cathode Lamp

32 แหล่งกำเนิดแสง Light Source

33 ส่วนที่กระตุ้นให้ธาตุกลายเป็นอะตอมอิสระ Atomizer
คือ ส่วนที่ทำให้ธาตุเกิดการแตกตัวกลายเป็นอะตอมอิสระ โดยการใช้ความร้อนเป็นตัวกระตุ้น ซึ่งแบ่งตามกระบวนการให้ความร้อนออกได้เป็น 2 กระบวนการ คือ

34 ส่วนที่กระตุ้นให้ธาตุกลายเป็นอะตอมอิสระ Atomizer
กระบวนการทำให้ธาตุแตกตัวเป็นอะตอมอิสระโดยใช้เปลวไฟ (Flame Atomization) กระบวนการทำให้ธาตุแตกตัวเป็นอะตอมอิสระโดยใช้ความร้อนจากไฟฟ้า (Flameless Atomization)

35 ส่วนที่กระตุ้นให้ธาตุกลายเป็นอะตอมอิสระ Flame Atomizer

36 Flame Atomization Burner Spray Chamber Nebulizer Sample
Atomization and Absorption Burner Evaporation : Solid to gaseous Evaporation : Soluton to Solid Spray Chamber Mixed with Fuel Nebulizer Mixed with Oxidant Sample

37 Flame Atomization Flame type Oxidant Fuel Temp. (oC)
Air-C2H Air Acetylene N2O-C2H Nitrous Oxide Acetylene

38 ส่วนที่กระตุ้นให้ธาตุกลายเป็นอะตอมอิสระ Atomizer
กระบวนการทำให้ธาตุแตกตัวเป็นอะตอมอิสระด้วยความร้อนจากไฟฟ้า (Flameless/Graphite Furnace Atomization)

39 ส่วนทำหน้าที่คัดแยกแสง Monochromator
คือ ส่วนที่ทำหน้าที่คัดแยกแสงจากแหล่งกำเนิดแสงให้กลายเป็นลำแสงที่ความยาวคลื่นเดียว

40 ส่วนทำหน้าที่คัดแยกแสง Monochromator
Grating Entrance Slit Exit Slit Detector

41 ส่วนตรวจวัดแสง Detector
คือ ส่วนที่รับและแปลงสัญญาณจากแสงเป็น สัญญาณไฟฟ้า

42 Photomultiplier Tube Photocathode Light e- Dynode Current
Convert light energy to electrical energy

43 Atomic absorption spectrophotometer

44 Software Control

45 Standard Calibration Curve

46 Results