المقدمة
يُعد جهاز الامتصاص الذري (AAS) من أهم الأجهزة التحليلية المستخدمة لتحديد تراكيز العناصر المعدنية بدقة عالية في العينات المختلفة. يُستخدم هذا الجهاز على نطاق واسع في المختبرات الكيميائية، البيئية، الطبية، والغذائية، نظرًا لحساسيته العالية وقدرته على قياس العناصر بتركيزات منخفضة جدًا تصل إلى أجزاء بالبليون (ppb).
مبدأ عمل الجهاز
يعتمد جهاز AAS على مبدأ امتصاص ذرات العنصر الحرة للإشعاع الكهرومغناطيسي عند طول موجي مميز لكل عنصر.
عند تحويل العينة إلى ذرات حرة (باستخدام لهب أو فرن غرافيتي)، تمر حزمة ضوئية صادرة من مصباح خاص بالعنصر خلال الذرات، فتمتص الذرات جزءًا من الضوء. تتناسب كمية الامتصاص طرديًا مع تركيز العنصر في العينة وفق قانون بير–لامبرت.
مكونات الجهاز
1. مصدر الضوء (Hollow Cathode Lamp)
مصباح خاص بكل عنصر (Zn، Cu، Fe، Pb…).
يصدر أطوال موجية مميزة للعنصر المراد تحليله.
2. نظام الذرّة (Atomizer)
اللهب (Flame AAS): خليط هواء–أسيتيلين أو أكسيد نيتروز–أسيتيلين.
الفرن الغرافيتي (Graphite Furnace): يستخدم للتحليل عالي الحساسية.
3. المونوكروميتر (Monochromator)
يعزل الطول الموجي الخاص بالعنصر ويمنع التداخل الطيفي.
4. الكاشف (Detector)
يحول الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية تُقاس كقيمة امتصاص.
5. نظام القراءة والمعالجة
برنامج حاسوبي لعرض النتائج وحساب التراكيز.
أنواع القياسات في AAS
التحليل الكمي: تحديد تركيز العناصر المعدنية.
التحليل النزري: قياس العناصر بتراكيز منخفضة جدًا (Trace Elements).
التحليل المقارن: مقارنة تراكيز العناصر بين عينات مختلفة.
التطبيقات في الكيمياء التحليلية
تحليل المياه
قياس عناصر مثل الرصاص، الكادميوم، الزنك، النحاس.
التحاليل البيئية
مراقبة التلوث المعدني في التربة والهواء.
التحاليل الغذائية
تحديد المعادن في الحليب، العصائر، الأغذية المعلبة.
التحاليل الطبية
قياس العناصر النزرة في الدم والمصل.
أمثلة لاستخدام الجهاز
قياس عنصر الحديد Fe في عينات الدم.
تحديد تركيز الزنك Zn في مياه الشرب.
تحليل عنصر الرصاص Pb في التربة الملوثة.
تحليل المنحنى القياسي
يتم تحضير سلسلة من المحاليل القياسية بتراكيز معلومة للعنصر المراد تحليله، ثم تُقاس الامتصاصية لكل تركيز. يُرسم منحنى العلاقة بين الامتصاص والتركيز، ويُستخدم الخط الناتج لحساب تركيز العنصر في العينات المجهولة.
المزايا
حساسية عالية جدًا.
دقة ممتازة في قياس العناصر المعدنية.
مناسب لتحليل العينات البيئية والبيولوجية.
استهلاك قليل للعينة.
العيوب
يحتاج مصباحًا خاصًا لكل عنصر.
لا يمكن تحليل أكثر من عنصر في نفس الوقت.
يتطلب تحضيرًا دقيقًا للعينة.
الخاتمة
يُعد جهاز الامتصاص الذري (AAS) من أكثر التقنيات التحليلية موثوقية في تحديد العناصر المعدنية. بفضل دقته العالية وسهولة استخدامه، يُستخدم على نطاق واسع في المختبرات التحليلية والبيئية والطبية، ويُعتبر أداة أساسية في الكيمياء التحليلية الحديثة.
جامعة المستقبل الاولى على الجامعات العراقية الاهلية