تحضير محاليل قياسية للعناصر لاستخدامها بمطيافية الامتصاص الذري

يشمل هذا المقال معلومات عن خواص كل عنصر يمكن تحليله بطريقة طيف الامتصاص الذري فالمعلومات الفيزياوية تشمل الوزن الذري، الأطوال الموجية للخطوط الطيفية ذات الحساسية ومدى الخطية للخط الطيفي المفضل (Recommended Line) أما المعلومات الكيميائية فتشمل وزن وهوية المركب الذي يجب ان يستعمل لعمل محلول المعايرة (المحاليل القياسية) من ناحية تركيزه وملائمته وقابليته في الحفظ، ويوجد في هذا الفصل جدول مختصر (4-1) للعناصر التي يمكن تعيينها بوساطة طيف الامتصاص الذري ويشمل هذا الجدول عرض الفتحة الملائم (SBW) والخليط الغازي المفضل لّلهب عند تعيين العنصر.

ملاحظات Notes:

• كل الأطوال الموجية مقاسة بوحدات النانومتر.
• الاختصارات والرموز التالية سوف تستعمل في الجداول كافة لذلك يفضل مراجعتها عند قراءة الجداول:

تحضير المحاليل القياسية بتركيز 1000 مكغم/مل 

يرجى الاطلاع على الملحق في نهاية المقال لرؤية الجداول المرفقة

(4-2) محاليل القلويات

تشمل القـلويات (الليثيوم، الصوديم، البوتاسيوم، الربيديوم والسيزيوم) إنّ أملاح القلويات نادراً ما تكون نقية حيث يوجد الليثيوم بكميات قليلـة في أمـلاح الصوديوم والربيديوم والسيزيوم وفي أملاح البوتاسيوم وحتى في محاليل الكشف الكيمياويه لذلك يجب استعمال المحاليل الصفرية (Blank) دائماً. أما الذرات القابلة للتأين بسهوله فيتم إيقاف تأينها بإضافة ملح قلوي آخر.

• الليثيوم Li: يـذاب 5.324 غم من كـاربونات الليثيوم في أقـل حجم من حامض (HCl) المخفف بنسبة (1:1) ثم يخفف المحلول الى حجم لتر واحد بالماء المقطر.
• الصوديوم Na: يذاب 2.542 غم من كلوريد الصوديوم في لتر من الماء.
• البوتاسيوم K: يذاب 1.901 غم من كلوريد البوتاسيوم في لتر من الماء.
• الربيديوم Rb: يذاب 1.415 غم من كلوريد الربيديوم في لتر واحد من الماء.
• السيزيوم Cs: يذاب 1.267 غم من كلوريد السيزيوم في لتر واحد من الماء.

(4-3) محاليل القلويات الترابية

وتشمل (البريليوم، الكالسيوم، المغنيسيوم، السترونتيوم والباريوم) وتميل هذه العناصر الى بعث حزم جزيئيه في اللهب البارد التي قد تسبب تداخلات طيفية اذا لم تتم بعض التحويرات في المصباح.

• البريليوم Be: يذاب 1.000 غم من معدن البريليوم في أقل حجم من (1:1) حامض HCl ثم يخفف الى لتر واحد من الماء مع 1% من محلول HCl.
• الكالسيوم Ca: الى 2.498 غم من كاربونات الكالسيوم يضاف 100 مل من الماء ثم يضاف 20 مل من حامض  HClالمركز بحذر لتكملة المحلول ثم يخفف الى لتر واحد.
• المغنيسيوم Mg: يذاب 1غم من المغنيسيوم في أقل حجم من (1:1) HCl ثم يخفف الى لتر واحد مع 1% من HCl.
• السترونتيوم Sr: يذاب 2.415 غم من نترات السترونتيوم Sr(NO₃)₂ في لتر واحد من 1% حامض النتريك.
• الباريوم Ba: يذاب 1.779 من كلوريد الباريوم BaCl₂.2H₂O في لتر واحد من الماء.

(4-4) محاليل العناصر الانتقالية

وتشمل (الفناديوم، الكروم، المنغنيز، الحديد، الكوبلت والنيكل)

• الفناديوم V: يذاب 1.000 غم من معدن الفناديوم في أقل حجم من حامض النتريك ثم يخفف الى لتر واحد مع 1% HNO_3.
• الكروم Cr: يذاب 3.735 غم من كرومات البوتاسيوم K₂CrO₄ في لتر واحد من الماء.
• المنغنيز Mn: يذاب 1.000 من معدن المنغنيز في أقل حجم من حامض النتريك ثم يخفف الى لتر واحد مع 1% HCl.
• الحديد Fe: يذاب 1.000غم من سلك حديدي في (1:1) حامض النتريك ثم يخفف الى لتر واحد من الماء.
• الكوبالت Co: يذاب 1.000 غم من معدن الكوبلت في أقل حجم من (1:1) حامض HCl ثم يخفف الى لتر مع 1% HCl.
• النيكل Ni: يذاب 1.000 من معدن النيكل في اقل حجم من (1:1) حامض النتريك ثم يخفف الى لتر مع 1% HNO_3.

(4-5) محاليل المعادن ذات الذوبان الواطئ

وتشمل (الزنك، الغاليوم، الجرمانيوم، الكادميوم، الانديوم، القصدير، الزئبق، الثاليوم الرصاص)

• الزنك Zn: يذاب 1.000 غم من معدن الزنك في اقل حجم من (1:1) حامض HCl ثم يخفف الى لتر واحد مع 1%  HCl.
• الغاليوم Ga: يذاب 1.000غم من معدن الغاليوم في أقل حجم من الماء الملكي ثم يخفف الى لتر واحد مع 1% HCl.
• الجرمانيوم Ge: يضاف 5 مل من حامض HF المركز الى 0.1000 غم من معدن الجرمانيوم ثم يضاف حامض النتريك على شكل قطرات لتكملة الإذابة ويخفف المحلول الى 100 مل من الماء ويحفظ المحلول في قنينة من البولي اثيلين (PolyEethylene).
• الكادميوم Cd: يذاب 1.00غم من معدن الكادميوم في (1:1) حامض HCl ثم يخفف الى لتر واحد مع 1% HCl.
• الإنديوم In: يذاب 1.000 غم من معدن الانديوم في (1:1) حامض HCl ثم يخفف الى لتر واحد مع 1% HCl.
• القصدير Sn: يذاب 1.000 من معدن القصدير في 100 مل من حامض HCl  المركز ثم يخفف إلى لتر واحد من الماء.
• الزئبق Hg: يذاب 1.080 غم من أوكسيد الزئبق HgO في (1:1) حامض HCl ثم يخفف الى لتر واحد مع 1% HCl.
• الثاليوم Tl: يذاب 1.303 غم من نترات الثاليوم Tl(NO₃)₂ في لتر واحد من الماء.
• الرصاص Pb: يذاب 1.598 غم نترات الرصاص Pb(NO₃)₂ في لتر واحد من الماء.

(4-6) محاليل الزرنيخ والانتيمون والبزموت

• الزرنيخ As: يذاب 1.320 غم من أوكسيد الزرنيخ As₂O₃ في 25 مل من 20% KOH – ^v/_w ثم يعادل المحلول مع 20% حامض الكبريتيك ويخفف الى لتر واحد مع 1% حامض الكبريتيك.
• الإنتيموان Sb: يذاب 2.743 من K(SbO)C₄H₄O₆.1/2H₂O في لتر واحد من الماء.
• البزموت Bi: يذاب 1.000 غم من معدن البزموت في أقل حجم من (1:1) حامض النتريك ثم يخفف الى لتر مع  2% حامض النتريك.

 (4-7) محاليل التيتانيوم والزركونيوم والهافنيوم

• التيتانيوم Ti: لتحضير 1000 مكغم/مل يذاب 1.000 غم من معدن التيتانيوم في 100 مل من (1:1) حامض (HCl) يبرد المحلول ثم يخفف الى لتر واحد من الماء. وللحصول على تخفيف اكثر يستعمل محلول 10%حامض HCl.
• الزركونيوم Zr: لتحضير محلول ذا تركيز 10.000 مكغم/مل يوضع 1.000 غم من معدن الزركونيوم في بيكر تفلون (Teflon Beaker) ثم يضاف 10 مل من الماء ويضاف حامض HF على شكل قطرات ثم يخفف المحلول الى 100 مل مع 2% HF ويخزن في قنينة البولي اثيلين.
• الهافنيوم Hf: لتحضير محلول ذا تركيز 10.000 مكغم/مل يوضع 1.000 غم من معدن الهافينوم في بيكر تفلون ثم يضاف 10 مل من الماء ويضاف حامض Hf على شكل قطرات ويخفف المحلول الى 100 مل مع 2% ويخزن في قنينة البولي اثيلين.

(4-8) مجموعة البلاتينيوم

وتشمل (الروثنيوم، الروديوم، البلاديوم، الإرديوم، بلاتينيوم، الأوزميوم)

• الروثنيوم Ru: لتحضير محلول ذا تركيز 1000 مكغم/مل يذاب 0.2052 غم من (RuCe₃) في أقل حجم من 20% حامض HCl ثم يخفف الى 100 مل مع 20% حامض HCl.
• الروديوم Rh: لتحضير محلول ذا تركيز 1000 مكغم/مل يذاب 0.836 غم من سداسي كلورو رودات الامونيوم NH₄)₃RhCl₆.1/2H₂O) في اقل حجم من محلول 10% حامض HCl ثم يخفف الى 100 مل مع محلول 10% حامض HCl.
• البلاديوم Pd: لتحضير محلول ذا تركيز 1000 مكغم/مل يذاب 0.100 غم من سلك البلاديوم في أقل حجم من الماء الملكي ويبخر حتى الجفاف مع اخذ الحيطة والحذر ثم يضاف 5 مل حامض HCl المركز و25 مل من الماء ويسخن حتى الذوبان ثم يخفف بالماء حتى حجم 100 مل.
• الإرديوم Ir: لتحضير محلول ذا تركيز 5000 مكغم/مل يذاب 1.14 غم من سداسي كلورو اردات الأمونيوم NH₄)₂IrCl₆) في اقل حجم من 1% حامض HCl ثم يخفف الى 100 مل مع نفس المحلول.
• البلاتينيوم Pt: لتحضير محلول ذا تركيز 1000 مكغم/مل يذاب 0.1 غم من معدن البلاتينيوم في أقل حجم من الماء الملكي ثم يجفف باعتناء وحذر ويضاف للمادة الجافة 5 مل من حامض HCl المركز و 0.1 غم من NaCl وتعاد عملية التجفيف ويذاب المتبقي (المادة الجافة) في 20 مل من محلول (1:1) حامض HCl ويخفف المحلول الى 100 مل بالماء.
• الأوزميوم Os : إنّ محاليل هذا العنصر تكون سامة ومتطايرة ويمكن الحصول على محلول هذا العنصر بتركيز 1902 مكغم/مل أي 1.01 مولاري من العنوان التالي:

G.Frederick Smith Co, Colimbus Ohio

ويجب أن يحفظ المحلول في قنينة زجاجية وعند التخفيف يعامل المحلول مع محلول 1% حامض الكبريتيك.

(4-9) تحضير محاليل النحاس، الفضة، والذهب بتركيز 10000مكغم/مل

• النحاس Cu: يذاب 1.000 غم من معدن النحاس في أقل حجم من حامض النتريك ثم يخفف الى لتر واحد مع 1% HNO₃.
• الفضة Ag: يذاب 1.54 غم من نترات الفضة AgNO₃ في الماء ثم يخفف الى لتر واحد مع 1% محلول حامض النتريك ثم يحفظ المحلول في قنينة زجاجية معتمة.
• الذهب Au: يذاب 0.100 غم من معدن الذهب في أقل حجم من الماء الملكي ثم يبخر المحلول حتى الجفاف وتعاد إذابته في أقل حجم من حامض HCl ويخفف إلى حجم 100 مل بالماء ويحفظ المحلول في قنينة زجاجية.

(4-10) تحضير محاليل البورون، الألمنيوم والسليكون

• البورون B: لتحضير محلول ذا تركيز 5000 مكغم/مل يذاب 28.6 غم من حامض البوريك H₃BO₃ في لتر واحد من الماء ثم يحفظ في قنينة من البولي اثيلين.
• الألمنيوم Al: لتحضير محلول ذا تركيز 1000 مكغم/مل يذاب 1.000غم من سلك الألمنيوم في أقل جم من محلول (1:1) حامض HCl وتضاف قطرات من الزئبق كوسيط كيمياوي الى المحلول ونتخلص من الزئبق بنقل المحلول إلى إناء آخر بعدها يخفف المحلول الى لتر واحد مع محلول 1% حامض HCl.
• السليكون Si: لتحضير محلول ذا تركيز 1000 مكغم/مل يذاب 5.056 غم من ميتا سليكات الصوديوم Na₂SiO₃.9H₂O في 300 مل من الماء ثم تضاف كمية كافية من HCl لتخفيض قيمة الـ pH الى ما يقرب من 5 ثم يخفف المحلول الى لتر واحد من الماء ويحفظ في قنينة البولي اثيلين.

(4-11) تحضير محاليل المولبدنيوم، الرينيوم والتكنشيوم

• المولبدنيوم Mo: يذاب 1.840 غم من البارامولبديت الأمونيوم NH₄)Mo₇O₂₄.4H₂O) في لتر واحد من الماء مع محلول 1% هيدروكسيد الأمونيوم.
• الرينيوم Re: يذاب 1.554 من البوتاسيوم بيرينيت (KReO₄) في 200 مل من الماء ثم يخفف إلى لتر مع محلول 1% حامض H₂SO_4.
• التكنشيوم Tc: يمكن الحصول على المحلول المعياري من العنوان التالي:

Nuclear Science Div
International Chemical and Nuclear Corp.
Pitsbuegh, Pa

(4-12) تحضير محاليل المعادن الثقيلة بتركيز 10.000 مكغم/مل

وتشمل هذه المعادن (التنكستن، الثوريوم واليورانيوم)

• التنكستن W: يذاب 17.95 غم من تنكستنات الصوديوم Na₂Wo₄.2H₂O في 200 مل من الماء ثم يضاف 100 مل من محلول 10% هيدروكسيد الصوديوم ويخفف الى لتر واحد من الماء ثم يحفظ المحلول في قنينة البولي اثيلين.
• الثوريوم Th: يذاب 2.380 غم من نترات الثوريوم Th(NO₃)₄.4H₂O  في 100 مل من الماء.
• اليورانيوم U: يذاب 21.10 غم من نترات اليورانيل Uo₂(NO₃)₂.6H₂O في لتر واحد من الماء.

(4-13) تحضير محاليل الفوسفور، السلينيوم والتيلوريوم

• الفوسفور P: لتحضير محلول ذا تركيز 50.000 مكغم/مل يذاب 21.32 غم من فوسفات الأمونيوم ثنائية القاعدة NH₄)2HPO₄) في 100 مل من الماء.
• السلينيوم Se: لتحضير محلول ذا تركيز 1000 مكغم/مل يذاب 1.000غم من عنصر السلينيوم في أقل حجم من حامض النتريك المركز. يخفف المحلول ثم يبخر حتى الجفاف وتعاد هذه العملية من مرتين الى ثلاث مرات ثم تذوّب المادة الجافة بـ 10% حامض H Cl  وتخفف إلى لتر واحد من الماء.
• التيلوريوم Te : يحضر المحلول بتركيز 1000 مكغم/مل من إذابة 1.000 غم من عنصر التيلوريوم في أقل حجم من حامض النتريك المركز ثم يخفف المحلول بإضافة 50 مل من الماء وتذوب المادة المترسبة بأقل حجم من حامض الهيدروكلوريك المركز ويسخن المحلول للتخلص من اكاسيد النتروجين ثم يخفف المحلول الى لتر واحد مع 1% محلول حامض HCl.

(4-14) تحضير محاليل الترابيات النادرة (اللانثانات)

وتشمل (السكانديوم، يوتريوم، لنثانيوم، براسيودميوم، نيودميوم، ساماريوم، يوربيوم، كادالنيوم، تيربيوم، دايسبرزميوم، هولميوم، يوريم، ثوليوم، يوتربيوم واللوتيتيوم)

إنّ جميع العناصر متوفرة عل شكل (R₂O₃) حيث R تمثل أي عنصر باستثناء عنصر التربيوم Tb حيث يتوفر على شكل Tb₄O₇ وتتم الإذابة في كمية قليلة وبحذر م حامض الهيدروكلوريك. ثم يخفف الى الحجم المناسب مع محلول 1% حامض HCl.

لم يذكر عنصر السيريوم (Ce) هنا وذلك لعدم وجود خط طيفي جيد يمكن استعماله حيث يمكن تعيينه بطريقة غير مباشرة ومناسبة وهي طريقة جونسون وجماعته Johnson-et-al باستعمال المركب Molubdocerophate. والترابيات النادرة تحتاج إلى إضافة عنصر سهل التأين (عنصر البوتاسيوم عادة) لمنع عملية التأين وذا تركيز ضمن حدود 1000 مكغم/مل.

(4-15) التحليل غير المباشر  In direct analysis

تستعمل هذه الطريقة مع العناصر التي تقع خطوطها الطيفية في مجال فوق البنفسجية البعيدة مثل العناصر اللافلزية لذا من الصعب تحليلها مباشرة فنلجأ الى طرائق غير مباشرة مثل ترسيب جذر الكبريتات بإضافة زيادة من كلوريد الباريوم ثم تقاس كمية الباريوم المتبقية وكذلك تعيين الكلور والبروم واليود بترسيبها بوساطة نترات الفضة ومن ثم تقاس ككمية الفضة الزائدة بوساطة طيف الامتصاص الذري.

ملحق الجداول – ملحق تحضير محاليل قياسية للعناصر

المصدر:

شارك هذه المادة!