بخشی از مقاله
مقدمه
روشهای اسپکتروفوتومتری معمولترین روشهایی هستند که اندازه گیری مواد مختلف، مورد استفاده بوده و همچنان مورد توجه زیادی قرار دارند. در دسترس بودن دستگاه، سادگی ، سرعت، دقت و صحت روش هنوز هم روشهای اسپکتروفوتومتری را جذاب میسازند. روش طیفبینی عدسی شدن گرمایی به عنوان یک روش اسپکتروفوتومتری غیرمستقیم، مزایای زیادی نسبت به اسپکتروفوتومتری مستقیم دارد.
این مزایا عبارتند از حساسیت زیاد، تجزیهی گونههای با حجم کم و اثر افزایشی حلال آلی. اثر عدسی گرمایی به طور موفقیت آمیزی برای اندازهگیری مقادیر مواد مورد مطالعه بهکار میرود. جذب باریکهی لیزر با پروفایل گاوسی توسط آنالیت باعث ایجاد گرادیان دما در نمونه میشود. این تغییر دما منجر به گرادیان ضریب شکستی میشود که متناظر است با تشکیل یک عدسی در حلال که فاصلهی کانونی آن منفی و واگرا میباشد. قدرت عدسی با اثر آن روی واگرا کردن همان باریکهی لیزر یا واگرایی باریکهی لیزر دوم مشخص میشود.
شرط حالت پایا زمانی به دست میآید که آهنگ گرم کردن لیزر برابر با آهنگ از دست رفتن گرما به خاطر انتقال گرمای حلال و افزایش محدود دما باشد. تشکیل عدسی در مقیاسهای زمانی از 10میکروثانیه تا صدها میلیثانیه، بسته به ویژگیهای نورگرمایی حلال و شعاع باریکهی لیزر درون نمونه صورت میگیرد مدتی طول میکشد تا عدسی گرمایی به قدرت کامل خود برسد و پس از آن اثر عدسی گرمایی به یک زمان واهلش در محلول نیاز دارد . بیشترین سیگنال در شرط حالت پایا به دست میآید.
چیدمان آزمایشگاهی عدسی گرمایی
یک لیزر هلیم نئون به عنوان لیزر پمپ و پروب بهکار گرفته شد. به منظور موازی ساختن باریکهی لیزر دو عدسی همگرا با فاصلههای کانونی 5 mm و 20 cm را طوری در مقابل لیزر قرار داده شد که فواصل کانونیشان برهم منطبق باشند. سپس یک عدسی همگرا با فاصلهی کانونی 10 cm برای همگرا کردن باریکهی موازی شده مورد استفاده قرار گرفت . یک چاپر در محل کانون این عدسی باعث مدولهشدن نور لیزر میگردد. طبق محاسبات انجام شده و نیز با توجه به نتایج تجربی ، نمونه باید در یک فاصلهی همکانون بعد از کمر باریکه قرار داشته باشد که این فاصله برای چیدمان ما 5 cm بهدست آمد.
شدت باریکهی لیزری که از سل عبور میکند تحت اثر عدسی گرمایی در زمان اولیه ، و زمان حالت پایا اندازه گیری شده، سپس سیگنال عدسی گرمایی - TLS - توسط معادلهی 2 محاسبه میگردد. برای هر نمونه سیگنال حاصل، از میانگین چهار سیگنال عدسی گرمایی ثبت شده به دست آمد.
انتخاب گونه و بهینه سازی شرایط تشکیل کمپلکس
در این روش گونهی مورد بررسی باید در طول موج لیزر پمپ، در اینجا لیزر هلیوم نئون، جذب داشته باشد. مادهی آرسنازو در طول موج لیزر ما جذب بسیار کمی دارد. اما در طیف جذبی کمپلکس استرانسیوم با لیگاند آرسنازو مطابق شکل دو پیک جذبی مشاهده میگردد که یکی از این پیک ها به طول موج لیزر هلیم نئون نزدیک است، از این رو این کمپلکس برای اندازهگیری با این روش مناسب است.
بهینه سازی pH
pHیکی از عوامل مهم در تشکیل کمپلکس می باشد. به منظور بهینهسازی pH، محلولهایی با غلظت لیگاند 5/15×10-5M و فلز 8×10-8M، با pH های مختلف از 3تا 11 تهیه شد. سپس هر یک از این محلول ها را در سل ریخته و توسط روش عدسی گرمایی اندازهگیری را انجام دادیم. با کم کردن سیگنال کمپلکس از شاهد، نمودار اختلاف این دو سیگنال به ازای pH رسم شد که ماگزیمم آن مشخص است. با توجه به نمودار، 9 pH به عنوان بهینه انتخاب گردید.
بهینه سازی غلظت لیگاند
برای بهینهسازی غلظت لیگاند از محلولهایی با غلظت ثابت فلز - 1/2×10-6M - ، و غلظتهای مختلف لیگاند در pH بهینه یعنی 9، استفاده شد. این بار نمودار اختلاف سیگنال شاهد و کمپلکس برحسب غلظت لیگاند به صورت زیر به دست آمد.
