سلام

این پست به نمونه سوالات شیمی تجزیه دستگاهی ترم دوم سال تحصیلی 92-93 اختصاص دارد 

دانشجویان محترم می توانند در قسمت نظرات این پست سوالات و اشکالات خود را مطرح نمایند تا همراه با پاسخ آن در ذیل قرار دهم.

با تشکر

 درباره ی PMT

PMT از خانواده ی تیوب های خلا هستند و می توانند نور مرئی ماورا بنفش و فرکانس های نزدیک مادون قرمز را آشکار سازی کنند. این آشکار سازها می توانند نور تابشی را تا صد برابر تقویت کنند. در واقع در مسیر فوتون فرودی چندین کاتد قرار می دهند و می توانند این فوتون را حتی در حالتی که شار فرودی خیلی کم است آشکار کنند. 

یک تکثیرکنندهٔ نوری از یک شیشهٔ لامپ خلاء ساخته شده‌است که درون آن یک فوتوکاتد و چندین کاتد ثانویه و یک آند قرار دارد. فوتونتابشی به مادهٔ فوتوکاتد که به صورت لایهٔ نازکی در پنجرهٔ وسیله ته‌نشین شده‌است برخورد می‌کند و در نتیجهٔ تأثیرات فوتوالکتریکالکترون‌ها تولید می‌شوند. این الکترون‌ها به‌وسیلهٔ فوکوس کردن کاتدها به سمت تکثیرکنندهٔ الکترون (جایی که الکترون‌ها به‌وسیلهٔ فرآیند تابش ثانویه تکثیر می‌شوند) جهت دهی می‌شوند.

فوتون (در اینجا قرمز رنگ) به سطح خاکستری رنگ فوتو کاتد برخورد می‌کند.

تکثیرکنندهٔ الکترون از تعدادی الکترود تشکیل شده‌است که کاتد ثانویه نامیده می‌شوند. تمامی این کاتدهای ثانویه در ولتاژی مثبت تر از کاتد ثانویهٔ قبلی خود قرار داده می‌شوند. الکترونی که فوتوکاتد را ترک می‌کند مقداری انرژی از فوتون‌های وارده دارد. وقتی که وارد اولین کاتد ثانویه می‌شود به‌وسیلهٔمیدان الکتریکی شتاب می‌گیرد و به انرژی بالاتر می‌رسد. در جرقه گیری اولین کاتد ثانویه بیشتر الکترون‌های انرژی پایین به سمت دومین کاتدثانویه شتاب می‌گیرند و فرستاده می‌شوند. کاتد ثانویه‌ها به صورت سری به یکدیگر متصل شده‌اند و در هر صورت در هر مرحله تعداد الکترون‌های تولید شده افزایش می‌یابد و در آخر به آند می‌رسند جایی که انباشتگی بارها یک جریان تند را نتیجه می‌دهد.

لامپ‌های تکثیرکنندهٔ نور برای کارکرد درست به ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ ولت احتیاج دارند. بیشترین ولتاژ منفی به کاتد متصل می‌شود و بیشترین ولتاژ مثبت به آند. ولتاژها به‌وسیلهٔ یک درایور ولتاژ مقاومتی بین کاتدهای ثانویه توزیع می‌شود که این تغییرات به‌وسیلهٔترانزیستور‌ها یا دیودها تحقق می‌یابند. وقتی تکثیرکننده‌های نوری روشن می‌شوند باید نسبت به نور محیط محافظت شوند تا با ازدیاد انتشار امواج آسیب نبینند. ا

   انواع آکسوکروم

پاسخ:

گروههای عاملی که خود در اسپکتروفتومتری فاقد جذب هستند (یعنی کرموفور نیستند) اما وجود آنها در ترکیب باعث تغییر در شدت جذب یا تغییر در طول موج می شود را آکسوکروم میگویند و بر اساس نوع تغییر ایجاد کننده تقسیم بندی می شوند

1-   آکسوکروم هایی که باعث جابجایی قرمز می شوند.

2-   آکسوکرومهایی که باعث جابجایی آبی میشوند

3-   آکسوکرومهایی که باعث افزایش ضریب جذب مولی میشوند

4-   آکسوکروم هایی که باعث کاهش ضریب جذب مولی گونه می شوند

- هدف از تصحیح زیمان چیست؟

پاسخ داخل جزوه

- تفاوت دستگاهوری UV-VIS و IR چیست؟

پاسخ داخل جزوه

- مزایای FT-IR نسبت به IR معمولی چیست؟

در جزوه موجود است.

- استفاده از منابع با شدت زیاد در جذب اتمی چه تاثیری بر جذب دارد؟ چرا؟

پاسخ :

تاثیری ندارد.!!!!!!!!!!!!!

زیرا فرایند جذب از قانون بیر تبعیت میکند و افزایش شدت پرتو ورودی باعث افزایش شدت پرتو خروجی نیز می شود از آنجا که در جذب نسبت بین پرتو خروجی به ورودی سنجیده می شود افزایش شدت تابش ورودی تاثیری بر جذب ندارد.

 در مورد شکل دستگاه ها

منظور از دستگاهوری مشخص کردن جایگاه قرار گرفتن منبع، طول موج گزین، سل نمونه یا مرجع یا وسیله جایگزین آن، آشکارساز و در اخر پردازش کننده است.

دستگاهوری عمومی تکنیک ها به صورت زیر است

پردازشگر<------آشکارساز<----------- طول موج گزین<---------------- سل نمونه<--------------- منبع نوری

البته در برخی موارد جای طول موج گزین و سل نمونه به علت شدت پرتو های منبع تابش عوض می شود مثلا در اسپکتروفتومتری مریی فرابنفش برای جلوگیری از تجزیه گونه یا گونه ها این کار انجام می شود و در برخی از تکنیک ها مانند فلوئورسانس و فسفرسانس یک مونوکروماتور (طول موج گزین) بین منبع تابش و سل نمونه قرار می گیرد 

زاویه بین منبع تابش و دتکتور (آشکارساز) نیز حائز اهمیت است مثلا در فلوئورسانس این دو با هم زاویه 90 درجه می سازند در حالی که در جذب اتمی زاویه صفر درجه

در روش نشر اتمی نیازی به منبع تابش نیست یعنی سل نمونه که شعله یا پلاسما است هم اتم ساز هم منبع تابش است

- منظور از دستگاهوری یک تکنیک چیست؟

دستگاهوری یعنی ترتیب قرار گرفتن اجزاء مختلف یک دستگاه

- دستگاهوری تکنیک های IR, UV-VIS, AAS, AES,AFS,Ramman,fluorescence phosphorescence spectroscopy

را رسم جذبی یا نشری بودن آنها و نیز نوع تکنیک (مولکولی و اتمی) را برای هر یک  مشخص کنید

دستگاهوری اسپکترومتری فلوئورسانس

یا

دستگاهوری ICP-AES

دستگاهوری AAS

یا

هر یک از اتفاقات روی شکل را توضیح دهید

پاسخ:

دستگاهوری IR

-انواع تیتراسیونهای فتومتری را بنویسید؟

Analyte + Reagent = Product

	Analyte	Reagent	Product
a	Colorless	Colorless	Colored
b	Colorless	Colored	Colorless
c	Colored	Colorless	Colorless
d	Colored	Colored	Colorles

تفاوت فسفرسانس و فلوئورسانس را بنویسید

پاسخ:

1-حساسیت فسفرسانس از فلوئورسانس بیشتر است

2-فسفرسانس در ترکیبات کمتری نسبت به فلوئورسانس وجود دارد

3-گزینش پذیری فسفرسانس از فلوئورسانس بیشتر است

4-فسفرسانس در طول موج های بالاتری از فلوئورسانس رخ می دهد

5-تابش فسفرسانس بعد از قطع منبع تابش تحریک کننده برای مدتی ادامه می یابد حال آنکه تابش فلوئورسانس بلافاصله بعد از قطع تابش متوقف می شود

6-فسفرسانس حاصل آسایش نشری از تراز نیمه پایدار و غیر مجاز T ولی فلوئورسانس حاصل آسایش نشری از تراز پایدار S بالاتر به یکی از ترازهای ارتعاشی پایه می باشد.

-علت بی رنگ بودن برخی ترکیبات شفاف در نور معمولی چیست؟

پاسخ:

بی رنگ بودن دو حالت دارد یا کروموفور جذبی در ترکیب وجود ندارد و یا کروموفور جذبی آن طول موج های مریی را جذب نمی کند

- کاربرد عمده استفاده از تکنیک IR را بنویسید.

پاسخ:

از دستگاه  IR  بیشتر جهت شناسایی گروههای مختلف موجود در مواد استفاده می شود . ناحیه خاصی از  IR  که به نام ناحیه اثر انگشت یا  Fingerprint  نامیده می شود (ناحیه 600 – 1400  cm-1)وجود دارد که طیف  IR  هر جسم مختص همان جسم بوده و برای اثبات یکسان بودن دو جسم از این ناحیه استفاده می شود .از روی طیف  IR  یک جسم مجهول میتوان گروههای مختلف موجود در آن را به دست آورد.

کاربرد کمی IR بسیار محدود بوده و مبتنی بر قانون بیر-لامبرت می باشد

-  آماده سازی نمونه را برای تکنیک IR به چه صورت انجام می شود؟

پاسخ:

در این تکنیک می توان از نمونه های جامد به طور مستقیم استفاده کرد.

نمونه جامد: معمولا حدود 5 تا 15 میلیگرم نمونه را با حدود 400 میلی گرم برمور پتاسیم خالص و خشک مخلوط کرده ، بصورت پودر نرم و یکنواخت در آورده و با فشار زیاد بصورت یک قرص نازک و شفاف در می آوریم .  K Br در طول موج 2.5 تا 25 میکرون جذب ندارد و امکان میدهد که از نمونه طیف کاملی به دست آوریم.

میتوان از نمونه جامد به صورت سوسپانسیون ذرات بسیار ریز طیف گرفت . در این صورت حدود 5 میلیگرم جسم را با یک قطره از  Nujol  ( یک هیدرو کربور اشباع شده پارافینی با وزن مولکولی بالا ) به صورت سوسپانسیون  یکنواخت تهیه می کنیم .

نوژول در نواحی 3030 – 2860   cm-1( بخاطر ارتعاشات کششی پیوند C-H  ) و همچنین در نواحی 1460 و 1374   cm-1(ارتعاشات خمشی پیوند  C-H  ) جذب دارد .

وجود جذب در نوژول باعث می شود که اگر جسم در این نواحی جذب داشت ،تداخل ایجاد شود ، که در این صورت میتوان از هگزا کلرو بوتا دی ان استفاده کرد که فاقد پیوند  C-H  می باشد و در نتیجه میتوان جذب مربوط به  C-H  نمونه را مشاهده کرد.

نمونه مایع : میتوان2 قطره از مایع را بین دو سل کلرور سدیم قرار داد .

اگر نمونه محلول حاوی حلال باشد ، چون همه حلالها در نواحی مختلف IR  کم وبیش جذب دارند ، باید از حلال تنها به عنوان شاهد استفاده کرد .اگر نمونه با ویسکوزیته کم یا فرار باشد، از سلهای با ضخامت  mm0.1 استفاده می شود .

اگر نمونه به صورت گاز باشد از سلهایی که 10 سانتی متر طول دارد ،استفاده کرده و نمونه را به   فضای آن تزریق می کنیم .

- نقش پلاسما در تکنیک ICP-AES چیست؟

پاسخ:

نقش اول: اتم ساز (ایجاد گرمای بالا برای تبدیل اتم از گونه ها)

نقش دوم: تامین انرژی برانگیخته گی برای اتم ها