14.16 : Alev Fotometresi: Genel Bakış

Alev fotometresi, alev emisyon spektrometresi olarak da bilinir, bir numunede bulunan elementlerin nitel ve nicel analizi için bir uyarılma enerjisi kaynağı olarak alev kullanılarak kullanılan bir tekniktir. Alev fotometresi kavramı, belirli elementlerin alevlerde uyarıldığında karakteristik radyasyon yaydığını keşfeden Kirchhoff ve Bunsen tarafından 1860'ların başında gerçekleştirildi. Bu amaçla geliştirilen ilk cihaz, bir Bunsen alevi kullanılarak bitki külündeki sodyumu (Na) ölçmek için kullanıldı. Ancak zorluk, numuneyi aleve sokmanın en etkili yolunu bulmaktı. 1929'da Lundegardh bir nebülizatör tanıtana kadar, numunenin aleve tekrarlanabilir bir şekilde sokulmasına izin veren önemli bir atılım yapılmadı.

Alev emisyon spektrometresinde, nebülizatör sıvı bir numuneyi ince bir sis veya aerosole dönüştürür. Bu, numuneyi içeren bir kılcal tüpün ucundan yüksek basınçlı bir gaz akımı geçirilerek ve bir püskürtme odasına aspire edilerek elde edilir. Üretilen aerosol daha sonra brülöre geçirilir, burada alev ısısı onu çözer ve uçucu hale gelen ve analiz için serbest atomlar üreten kuru parçacıklar oluşturur.

İlk aletler, atom emisyon çizgilerini dağıtmak ve yakalamak için kuvars prizma spektrografları ve fotografik kayıtlar kullanırdı. Ancak, optik filtrelerdeki ve elektrikli fotodedektörlerdeki gelişmeler bu bileşenlerin yerini alarak hassasiyeti ve kolaylığı artırdı.

Alev fotometresi, numune çözeltisinin ince bir sis veya aerosole dönüştürüldüğü bir nebülizatöre sokulmasını içerir. Daha sonra atomize edilmiş numune, hava veya oksijen ve propan veya asetilen gibi bir yakıt gazıyla birlikte aleve girer. Alev, numunedeki atomlara enerji vermek için gerekli termal uyarımı sağlar. Bu uyarılmış atomlar gevşerken, yayılan radyasyonları bir fotosel veya fotoçoğaltıcı tarafından tespit edilir.

Alev fotometresi özellikle sodyum, potasyum, lityum ve kalsiyum elementlerinin ölçülmesinde etkilidir. Alev fotometresinde kullanılan alev tipik olarak 1900-2000 °C sıcaklık aralığına sahip bir propan-hava alevidir, ancak bütan-hava veya doğal gaz-hava gibi alternatif alevler de kullanılabilir. Alev fotometresinin, daha yüksek sıcaklıklar ve hava-asetilen gibi daha fazla indirgeyici alevler ve daha yüksek çözünürlüklü spektrometrik algılama kullanılarak üstesinden gelinebilecek bazı sınırlamaları vardır. Ancak, bu yaklaşımlar daha yaygın olarak uygulanabilir alev atomik absorpsiyon spektrometresi veya AAS tekniğiyle karşılaştırıldığında maliyet açısından rekabetçi değildir.