परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी पर 9 तथ्य :शुरुआती गाइड!

उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी

"उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी एक स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक है, जो कम ऊर्जा की अवस्था में उत्तेजित अवस्था के संक्रमण के दौरान परमाणुओं या अणु द्वारा उत्सर्जित होने पर फोटॉन की तरंग दैर्ध्य की जांच करती है।"

तो, उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी अध्ययन करने के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक है। फिर भी, इस विषय के बारे में जानने से पहले, हमें कुछ बुनियादी अवधारणाओं को संक्षेप में जानना चाहिए, जैसे कि स्पेक्ट्रोस्कोपी, स्पेक्ट्रोस्कोप या स्पेक्ट्रोमीटर, फोटॉनों की तरंग दैर्ध्य, परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी उत्सर्जन रेखा और उत्सर्जन स्पेक्ट्रा।, आदि तो इस विषय, "उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी" दिलचस्प और समझने में आसान होगा।

उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी को लोकप्रिय रूप से ऑप्टिकल उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी कहा जाता है क्योंकि जो उत्सर्जित हो रहा है उसकी प्रकाश प्रकृति के कारण।

एचएमबी क्या है?  "स्पेक्ट्रोस्कोपी" और "स्पेक्ट्रोमेट्री"?

स्पेक्ट्रोस्कोपी: 

"स्पेक्ट्रोस्कोपी विभिन्न प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण के साथ मामलों के बीच बातचीत की जांच, "

आमतौर पर, इसका उपयोग विभिन्न मापों और मात्रात्मक विश्लेषण के लिए किया जाता है; शब्द "स्पेक्ट्रोमेट्री" का उपयोग किया जाता है।

स्पेक्ट्रोस्कोप या एक स्पेक्ट्रोमीटर क्या है?

स्पेक्ट्रोमीटर या स्पेक्ट्रोस्कोप एक ऐसा उपकरण है, जिसका उपयोग प्रकाश के घटकों को अलग करने के लिए किया जाता है, जिसमें अलग-अलग तरंग दैर्ध्य होते हैं।

स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक का मूल सिद्धांत:

सभी स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीकों द्वारा साझा किया गया मूल सिद्धांत एक नमूने पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण के बीम का विश्लेषण करना है और निरीक्षण करना है कि यह इस तरह के उत्तेजना के लिए कैसे प्रतिक्रिया करता है। 

स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रकार

परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीक इस प्रकार हैं: 

  • AAS- परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी
  • AFS- परमाणु प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी
  • एईएस- परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी 
  • एक्सआरएफ- एक्स-रे प्रतिदीप्ति 
  • एमएस-मास स्पेक्ट्रोस्कोपी  
उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी
उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी

इनमें से अधिकांश विधियों (यानी, एएएस, एएफएस, और एईएस) में, के बीच बातचीत की घटना पराबैगनी प्रकाश और मुक्त गैस परमाणुओं के संयोजकता इलेक्ट्रॉन का शोषण किया गया है। एक्स-रे प्रतिदीप्ति में, उच्च-ऊर्जा आवेशित कण एक परमाणु के इंट्रा-शेल इलेक्ट्रॉनों से टकराएंगे, संक्रमण के दौरान बाद के फोटॉन उत्सर्जन की शुरुआत करेंगे। अकार्बनिक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए, आयनित विश्लेषण परमाणुओं को आमतौर पर (एम/जेड) द्रव्यमान से चार्ज अनुपात के अनुसार लागू चुंबकीय क्षेत्र में अलग किया जाता है, और इस मूल घटना का उपयोग करके आगे की जांच के लिए उपयोग किया जाता है।

परमाणु उत्सर्जन का क्या मतलब है?

जैसा कि हम जानते हैं, उत्सर्जन किसी चीज का उत्पादन और निर्वहन है, विशेषकर गैस या विकिरण। स्पेक्ट्रम पदार्थ या उत्सर्जक तत्व या पदार्थ की विशिष्ट विशेषता है और उत्तेजना के प्रकार जिसके अवशोषण स्पेक्ट्रम की तुलना करना है। परमाणु उत्सर्जन का उपयोग एक मुक्त गैसीय परमाणु का विश्लेषण करने के लिए किया जा सकता है। यह प्लाज्मा, चाप और लपटों के लिए सबसे आम तरीका है, जिनमें से प्रत्येक एक समाधान या तरल नमूनों के लिए उपयोगी है - इस पद्धति में उत्तेजना स्रोत के रूप में ऊर्जा कार्यों का कुल योग। 

परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी:

“परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी परमाणुओं द्वारा विद्युत चुम्बकीय विकिरण अवशोषण और उत्सर्जन से संबंधित है। चूंकि अद्वितीय तत्वों में विशेषता (हस्ताक्षर) स्पेक्ट्रा है, परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी, विशेष रूप से विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम या बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रम, को मौलिक रचनाओं को निर्धारित करने के लिए लागू किया जाता है। "

परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी क्यों महत्वपूर्ण है?

स्पेक्ट्रोस्कोपी विभिन्न विश्लेषणात्मक तरीकों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जो मौलिक सांद्रता और आइसोटोप अनुपात पर जानकारी का योगदान करते हैं। 

  • इसका उपयोग एक्स-रे प्रतिदीप्ति और ऊर्जा-फैलाने वाले एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी में प्रोटॉन या एक्स-रे फोटॉन या कण-प्रेरित एक्स-रे उत्सर्जन का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है। इसलिए परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी विद्युत चुम्बकीय विकिरण के साथ बातचीत का शोषण करके प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी में उपयोग की जाने वाली एक महत्वपूर्ण तकनीक है। 

परमाणु स्पेक्ट्रम:

परमाणु स्पेक्ट्रम विद्युत चुम्बकीय विकिरण की विशेषता आवृत्तियों की श्रेणी है जो एक परमाणु द्वारा अवशोषित और उत्सर्जित होते हैं। परमाणु स्पेक्ट्रम एक परमाणु के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों की इन कक्षाओं का दृश्य अवलोकन प्रदान करता है।

एक इलेक्ट्रॉन एक निश्चित कक्षीय से निम्नानुसार कूद सकता है: 

  • इलेक्ट्रॉन को किसी विशेष आवृत्ति के फोटॉन को अवशोषित करना चाहिए; जब एक इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा में कूदता है।
  • यदि यह कम ऊर्जा के लिए कूदता है, तो इसे एक विशेष आवृत्ति के फोटॉन का उत्सर्जन करना होगा। 
  • प्रत्येक रासायनिक तत्व का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम चीजों के रंग के लिए काफी हद तक जिम्मेदार है और अद्वितीय है। परमाणु स्पेक्ट्रा का विश्लेषण वस्तुओं की संरचना का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। 
  • इस घटना की व्याख्या क्वांटम यांत्रिकी की प्रगति के लिए महत्वपूर्ण है।

परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी

"परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एईएस) विश्लेषण की एक तकनीक है जो इसका उपयोग करती है प्रकाश की तीव्रता एक नमूने में एक तत्व की मात्रा निर्धारित करने के लिए एक विशेष तरंग दैर्ध्य पर प्लाज्मा, चाप, चिंगारी, और लौ से उत्सर्जित। ”

परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी में उस नमूने के विद्युतचुंबकीय उत्सर्जन स्पेक्ट्रा, उत्सर्जन की तीव्रता या द्रव्यमान स्पेक्ट्रम का पता लगाकर मौलिक संरचना (यह तरल, गैस या ठोस हो सकती है) की गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले बहुत सारे विश्लेषणात्मक तरीके हैं। इस नमूने के एक मिलियन (पीपीएम) या एक बिलियन घटक (पीपीपी) के तत्व सांद्रता को भी खोजा जा सकता है, इसलिए इसका उपयोग वैक्यूम विश्लेषण के लिए किया जा सकता है। मास स्पेक्ट्रोस्कोपी, स्पेक्ट्रोस्कोपी, उत्सर्जन, अवशोषण और प्रतिदीप्ति तकनीक के विभिन्न प्रकार हैं। क्योंकि प्रत्येक की अपनी ताकत और बाधाएं हैं, प्रत्येक तकनीक की मूलभूत समझ के लिए एक उपयुक्त तकनीक का निर्धारण। यह विषय केवल उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी तरीकों की पेशकश करने का इरादा है, हालांकि।

यह एक रासायनिक विश्लेषण प्रणाली है जो एक नमूना में एक घटक की संख्या का पता लगाने के लिए एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर एक गर्म गैस की लौ, चाप, प्लाज्मा या निर्वहन से उत्पन्न प्रकाश की तीव्रता, उत्सर्जन की तीव्रता को रोजगार देती है। जबकि उत्सर्जित प्रकाश स्तर इस घटक के परमाणुओं की संख्या के अनुपात में है, उत्सर्जन स्पेक्ट्रम पर वर्णक्रमीय रेखा की तरंग दैर्ध्य इस घटक की पहचान प्रदान करती है। कई प्रक्रियाएँ नमूने को उत्तेजित कर सकती हैं।

उत्सर्जन स्पेक्ट्रम और अवशोषण स्पेक्ट्रम उत्पन्न करने की विधि

उत्सर्जन स्पेक्ट्रा
उत्सर्जन स्पेक्ट्रम और अवशोषण स्पेक्ट्रम उत्पन्न करने की विधि

एमिशन स्पेक्ट्रा या एमिशन स्पेक्ट्रम क्या है?

"एक तत्व या रासायनिक यौगिक का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम यह है कि परमाणु या अणु कूद या उच्च ऊर्जा अवस्था से निम्न ऊर्जा अवस्था में परिवर्तित होने के कारण उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण की आवृत्तियों की सीमा।"

उत्सर्जन लाइन या वर्णक्रमीय रेखा या तो उज्ज्वल या गहरे रंग की होती है अन्यथा निरंतर या एकसमान स्पेक्ट्रम में, मानक तात्विक आवृत्तियों की तुलना में संकीर्ण आवृत्ति रेंज में प्रकाश के उत्सर्जन या अवशोषण के लिए अग्रणी होती है। इन उत्सर्जन वर्णक्रमीय रेखाओं का उपयोग परमाणुओं और अणुओं को मानक तात्विक आवृत्तियों के साथ तुलना करके पहचानने के लिए किया जाता है।

उत्सर्जन स्पेक्ट्रा का नमूना:

उत्सर्जन स्पेक्ट्रा का नमूना
उत्सर्जन स्पेक्ट्रा का नमूना छवि क्रेडिट: मार्गोट दे बेट्स वेसाइट: Pinerest

लोहे का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम (Fe)।

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लोहे का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम (Fe)
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परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी का प्रकार:

  • ·   अनिश्चित रूप से युग्मित प्लाज्मा परमाणु परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी.
  • ·   स्पार्क या चाप परमाणु परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी.
  • ·   परमाणु पर आधारित ज्वाला परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी.

विवेचनात्मक रूप से जुड़ा हुआ प्लाज्मा परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी:

अनिश्चित रूप से युग्मित प्लाज्मा परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक (आईसीपी-एईएस) उत्साहित परमाणुओं को बनाने के लिए एक प्रेरक रूप से युग्मित प्लाज्मा का उपयोग करता है और आयन एक विशिष्ट घटक के विभिन्न विशेषता तरंग दैर्ध्य पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उत्सर्जन करेंगे। आगमनात्मक युग्मित प्लाज्मा परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक के लाभों में बहु-तत्व क्षमता, कम रासायनिक हस्तक्षेप और एक स्थिर और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य संकेत की सीमा है।

विपक्ष वर्णक्रमीय हस्तक्षेप (कई उत्सर्जन लाइनें), मूल्य और परिचालन व्यय, और तथ्य यह है कि नमूनों को आमतौर पर एक तरल उपाय बनाए रखने की आवश्यकता होती है।

परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक एक रासायनिक जांच योजना है जो किसी पदार्थ या घटक की संख्या का पता लगाने के लिए एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर एक गर्म गैस की लौ, चाप, प्लाज्मा या डिस्चार्ज से उत्पन्न प्रकाश की तीव्रता को रोजगार देती है। जबकि उत्सर्जित प्रकाश का स्तर इस घटक के परमाणुओं की संख्या के अनुपात में है, उत्सर्जन स्पेक्ट्रम पर वर्णक्रमीय रेखा का तरंगदैर्ध्य इस घटक की पहचान प्रदान करता है। कई प्रक्रियाएँ नमूने को उत्तेजित कर सकती हैं।

स्पार्क या चाप परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी:

"परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमेट्री का एक प्रकार जिसमें नमूना दो इलेक्ट्रोड के बीच एक चाप या स्पार्क द्वारा उत्साहित होता है।"

ठोस नमूनों में धातु घटकों के मूल्यांकन के लिए स्पार्क या चाप परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग किया जा सकता है। गैर-प्रवाहकीय सामग्री के लिए, नमूना इसे ग्रहण करने योग्य बनाने के लिए ग्रेफाइट पाउडर के साथ मिश्रण है। पारंपरिक आर्क स्पेक्ट्रोस्कोपी विधियों में, ध्वनि का एक नमूना आम तौर पर मूल्यांकन प्रक्रिया के माध्यम से ऊपर और बर्बाद हो जाता है। उत्साहित परमाणुओं में विशेषता तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश का उत्सर्जन होता है, जिसे एक मोनोक्रोमेटर के साथ फैलाया जा सकता है और पता लगाया जा सकता है।

पहले की उम्र में, चाप या स्पार्क तकनीक को पर्याप्त रूप से नियंत्रित नहीं किया गया था; नमूने में उन घटकों के लिए मूल्यांकन केवल गुणात्मक रहा है। लेकिन, निर्वहन नियंत्रण वाले आधुनिक स्पार्क संसाधन अत्यधिक गुणात्मक हो गए हैं। दोनों गुणात्मक और मात्रात्मक स्पार्क मूल्यांकन आमतौर पर फाउंड्री और धातु कास्टिंग केंद्रों से गुणवत्ता प्रबंधन का निर्माण करने के लिए उपयोग किया जाता है।

ज्वाला परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी:

पदार्थ का एक नमूना मिलाया जाता है या (प्लैटिनम या विशिष्ट तार के एक छोटे से लूप का उपयोग करके) गैस की लौ, या छिड़काव समाधान, या सीधे लौ या आग में लाया जाता है। लौ उत्पादित मौजूदा गर्मी से नमूना विलायक को वाष्पित कर देती है और मुक्त परमाणुओं का उत्पादन करने के लिए इंट्रामोल्युलर बॉन्ड को तोड़ देती है। यह ऊर्जा परमाणु को, विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनों को, अत्यधिक उत्तेजित इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं को उत्तेजित करेगी, जो तब प्रकाश उत्सर्जित करती हैं जब वे जमीनी इलेक्ट्रॉनिक अवस्था में वापस कूदते हैं। प्रत्येक तत्व प्रकाश उत्सर्जित करता है या एक पूर्वनिर्धारित विशेषता तरंग दैर्ध्य पर फोटॉन, जिसे एक प्रिज्म या झंझरी उपकरण का उपयोग करके फैलाया जाता है और अंत में स्पेक्ट्रोमीटर में देखा जाता है।

 फार्मास्यूटिकल एनालिटिक्स प्राप्त करने के लिए क्षारीय धातुओं के लिए लौ और स्पार्क के साथ इस उत्सर्जन माप का लगातार उपयोग मानकीकृत है।

परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी (एएएस) और परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एईएस) के बीच अंतर क्या है?

  • परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी (एएएस) और परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपिक (एईएस) तकनीक गैसीय स्थिति से इलेक्ट्रॉनों से मुक्त ऑप्टिकल विकिरण (प्रकाश) के अवशोषण को रोजगार देने वाले यौगिक घटकों के मात्रात्मक विश्लेषण के लिए एक स्पेक्ट्रो-विश्लेषणात्मक प्रक्रिया है।
  • एएएस-परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी में, जब मोनोक्रोमैटिक प्रकाश पदार्थ के माध्यम से बमबारी करता है जो इलेक्ट्रॉनों ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, तो अवशोषण स्तर सूचीबद्ध होता है। परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपिक (एईएस) तकनीक में, नमूना जो लौ में परमाणु हो जाता है, फिर इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा को अवशोषित करता है और उत्साहित हो जाता है।
  • उत्तेजना और उत्सर्जन स्पेक्ट्रा (या उत्तेजना स्पेक्ट्रा और उत्सर्जन तीव्रता क्षय) के बारे में जानकारी, ऊर्जा स्तर दोनों क्षेत्रों में वितरण के बारे में जानकारी तक पहुँच की अनुमति देता है- और उत्साहित राज्य।
  • विभिन्न प्रकाश स्रोत और उत्तेजना स्रोत का उपयोग विधि विशिष्ट है।

उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी के आवेदन:

  • एक्स-रे उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करने वाले उच्च-रिज़ॉल्यूशन अनुप्रयोगों के लिए एक प्रयोगशाला-आधारित हार्ड एक्स-रे मोनोक्रोमेटर का उपयोग किया जाता है। 
  • एक मानक अनुप्रयोग किनारे संरचना माप के पास भी है क्योंकि परमाणु एक्स-रे अवशोषण का शोषण करते हुए जमीन के चरण तक गिर जाते हैं। उत्सर्जित विकिरण आमतौर पर इस विशिष्ट विश्लेषण के लिए विशिष्ट विशेषता तरंग दैर्ध्य को अलग करने के लिए उपयोग किए जाने वाले मोनोक्रोमेटर से गुजरता है।
  • एईएस या परमाणु-उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी में उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी आमतौर पर एकाग्रता और इसके उत्सर्जन स्पेक्ट्रा का आकलन करने के लिए उत्तेजित परमाणुओं के रूप में शुरू होने वाली मात्रात्मक ऑप्टिकल उत्सर्जन माप का शोषण करता है। संक्रमण धातुओं के इलेक्ट्रॉनिक और ज्यामितीय संरचना से संबंधित अतिरिक्त बारीकियों की भी जांच और विश्लेषण किया जा सकता है।
  • उत्सर्जन स्पेक्ट्रम और नॉनलेयर एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी पर आधारित स्पेक्ट्रोस्कोपिक उपायों का उपयोग विभिन्न प्रकार के संक्रमण जैसे धातु के यौगिकों जैसे अकार्बनिक रसायन विज्ञान, उत्प्रेरक के लक्षण वर्णन, और सामग्री विज्ञान अनुप्रयोग के विश्लेषण के लिए किया जाता है।

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