التحليل الطيفي للامتصاص الذري: التداخل

يؤدي التداخل إلى حدوث خطأ منهجي في قياسات الامتصاص الذري (AA) من خلال تعزيز أو تقليل الإشارة التحليلية أو الخلفية. يمكن تصنيف هذه التداخلات إلى ثلاث فئات رئيسية: التداخل الطيفي، والتداخل الكيميائي، والتداخل الفيزيائي.

يحدث التداخل الطيفي عندما تتداخل الإشارات من عناصر أو جزيئات أخرى مع إشارة المحلل، مما يؤدي إلى زيادة أو تقليل خاطئ في امتصاص المحلل. يمكن تصحيح هذا التداخل باستخدام طرق تصحيح الخلفية مثل طريقة زيمن أو سميث-هايفتي أو طريقة مصباح الديوتيريوم.

تستخدم طريقة تصحيح زيمان مجالًا مغناطيسيًا لتقسيم خط الامتصاص إلى ثلاثة مكونات مستقطبة: اثنان σ (مُزاحان) وواحد π (غير مُزاح). يتم قياس امتصاص المحلل والخلفية بشكل منفصل عن طريق تبديل المجال المغناطيسي، مما يعزز الدقة في المصفوفات المعقدة.

تعتمد طريقة تصحيح سميث-هايفتي على نبض مصباح الكاثود المجوف (HCL) عند تيارات عالية، مما يتسبب في اتساع خط الانبعاث وخضوعه للانعكاس الذاتي، حيث يتضاءل خط التحليل المركزي. يؤدي هذا إلى انبعاث قوي على جانبي الخط، تمتصه الخلفية. يتم قياس الامتصاص في ظل الظروف العادية والتيار العالي، مما يسمح بالتمييز بين إشارات المحلل والخلفية. على الرغم من أن هذه الطريقة تتطلب مصدر ضوء واحد فقط، فإن حساسية الطريقة تنخفض، خاصة عندما يكون الانعكاس الذاتي غير كافٍ أو يكون الاسترداد بطيئًا للغاية.

تستخدم طريقة تصحيح خلفية الديوتيريوم (D_2) مصباح D_2 كمصدر ضوء واسع الطيف لتصحيح امتصاص الخلفية في مطيافية الامتصاص الذري (AAS). يتم استخدام مرآة دوارة للتبديل بين مصباح الكاثود المجوف ضيق النطاق (HCL) ومصباح D_2 عريض النطاق. يقيس مصباح D_2 امتصاص الخلفية عبر نطاق واسع من الطول الموجي، بينما يقيس مصباح HCL امتصاص المحلل والخلفية عند طول موجي محدد. إن الفرق بين الإشارتين يعزل امتصاص المحلل. رغم أن هذه الطريقة غير مكلفة، إلا أنه يفتقر إلى الدقة في القياسات عالية الدقة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لأجهزة قياس الطيف عالية الدقة تقليل التداخل الطيفي الناتج عن الخطوط الطيفية المتداخلة. في بعض الأحيان، يمكن استخلاص المحلل بشكل متكرر باستخدام مذيب قبل التحليل.

تحدث التداخلات الكيميائية عندما تتفاعل مكونات المصفوفة غير المرغوب فيها مع المحلل، مما يقلل من كفاءة التذرية. يمكن إضافة معدِّل كيميائي، مثل عامل تحرير أو عامل تكوين معقد، إلى العينة لتعزيز التذرية أو منع تكوين المركبات المتداخلة. تشمل التداخلات الكيميائية الشائعة التداخلات الناتجة عن التأين وتكوين المركبات المقاومة للحرارة.

يمكن للعناصر أو المركبات التي تتأين عند نفس درجة حرارة المحلل أن تغير تأينه. يمكن قمع التأين عن طريق إضافة فائض من المحلول الذي يحتوي على عنصر يتأين بسهولة أكبر، مما يقلل من تأين المحلل.

علاوة على ذلك، يمكن أن تؤدي التفاعلات الكيميائية بين المحلل والأنواع الأخرى في مصفوفة العينة إلى تكوين مركبات غير متطايرة لا تتحول إلى ذرات بسهولة. وهذا يعيق تكوين الذرات الحرة للامتصاص. يتم تجنب مثل هذا التداخل عن طريق إضافة منافس كيميائي أو استخدام درجات حرارة عالية جدًا.

يمكن تحضير معايير المعايرة باستخدام مصفوفة عينة مماثلة للعينات الحقيقية، مما يساعد في تعويض التداخلات الكيميائية الناشئة عن المصفوفة.

تؤثر التداخلات الفيزيائية الناشئة عن عوامل غير كيميائية، مثل تغيرات معدل تدفق الغاز أو تغيرات درجة حرارة اللهب، على عملية الرش أو التذرية. يمكن حل هذه التداخلات باستخدام معايير داخلية أو تخفيف العينة. يمكن أن يؤدي تعديل مصفوفات العينة وتحضير معايير المعايرة باستخدام مصفوفة مماثلة إلى تقليل التداخلات الفيزيائية بشكل أكبر.