خلية زجاج كوارتز كيوبت زجاج بصري للطيف الذري

الموجز

على عكس الخلية القياسية التي تحتفظ بعينات سائلة، فإن خلية الامتصاص الذري مصممة لاحتواء طور غازي من الذرات الحرة عند درجات حرارة عالية.

تُعد الخلية عادةً على شكل متوازي مستطيلات، حيث يكون قاعها وجوانبها الجانبية مصنوعة من زجاج مطحون (مملح)، فيما تكون الجوانبان المتقابلتان الأخريان أسطحًا شفافة بصريًا تشكّل مسار الضوء. وتُصنع هذه الأسطح البصرية باستخدام طرق مثل التشكيل الموحّد الانصهاري، أو التلبيد الحراري العالي لمسحوق الزجاج، أو الربط بالغراء.

تستخدم الكوبيت بشكل أساسي في التحليل الطيفي للدراسات الكمية والنوعية والحركية. أنها بمثابة الملحقات الأساسية للأدوات مثل مصابيح الطيف، والتي تحتوي على حلول المرجعية والعينة لتحديد تركيز المادة، وتحديد المكونات، ومراقبة عمليات التفاعل

الشكل والمواصفات:

• - الشكل: الأشكال الشائعة تشمل مستطيلة و أسطوانية الكوبيتات المستطيلة تستخدم على نطاق واسع. من بين جانبيها الأربعة، اثنان شفافان بصريا، واثنان مُصَبَّغَان، مما يسهل التعامل معهم ويقلل من تشتيت الضوء. الكوبيتات الأسطوانية أقل شيوعاً وتستخدم عادةً لأدوات محددة أو تجارب متخصصة.
• - المواصفات: تُميَّز هذه العينات بشكل أساسي بطول المسار (المسافة التي يقطعها الضوء خلال الكيوفيت). وتشمل الأطوال الشائعة للمسار: 0.1 سم، 0.2 سم، 0.5 سم، 1 سم، 2 سم، 3 سم، و5 سم. ويؤثر طول المسار على مقدار الامتصاصية. وفقًا لقانون لامبرت-بير، وفي ظل ظروف متطابقة بخلاف ذلك، يؤدي طول المسار الأطول إلى زيادة في الامتصاصية.

التفاصيل

خصائص الكيوفيت الزجاجي من كوارتز

• أ. قوة ميكانيكية عالية، وقدرة تكيف قوية مع التغيرات في درجة الحرارة، وجزء ارتباط داخلي قوي جدًا، ويمكنه تحمل ضغط داخلي يصل إلى عدة أضعاف الضغط الجوي.
• ب. تقنية تصنيع بصري دقيق للغاية، وأداء بصري ممتاز للسطح الشفاف.
• ج. اختيار زجاج كوارتز عالي الجودة، والتأكد من خلوه من الفقاعات أو الشوائب الخطية.
• د. مقاومة قوية للتآكل، ويمكنه تحمل حمض الهيدروكلوريك بتركيز 6 مول/لتر، والإيثانول اللامائي، ورباعي كلوريد الكربون والبنزين لمدة 24 ساعة دون حدوث انفصال أو تسرب.

مادة الكيوفيت الزجاجي من كوارتز:

يتميّز الزجاج الكوارتزي، وبشكل خاص صفائح الزجاج الكوارتزي البصري، بمزايا مثل مقاومة درجات الحرارة والضغط العالية، مما يجعله أفضل من المواد البصرية الأخرى. ويُظهر الزجاج الكوارتزي أداءً ممتازًا في نقل الأشعة فوق البنفسجية، مع امتصاص ضئيل للضوء المرئي وقريب الأشعة تحت الحمراء، ما يجعله المادة الأساسية لتصنيع الألياف الضوئية. كما يتمتع بمعامل تمدد حراري منخفض جدًا واستقرار كيميائي عالٍ، إلى جانب خصائص تتعلق بالفقاعات والخطوط والتجانس والاستقطاب المزدوج تُعادل تلك الموجودة في الزجاج البصري العام، ما يجعله المادة البصرية المفضلة للتطبيقات في البيئات القاسية.

ميزة حواويات الكوارتز:

• توفر شفافية ممتازة في كل من نطاقي الأشعة فوق البنفسجية (UV) والضوء المرئي. وعلى عكس الزجاج أو البلاستيك، لا تمتص الأشعة فوق البنفسجية، مما يجعلها ضرورية لمجموعة واسعة من التطبيقات في التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية والمرئية.
• هذه هي أهم ميزة له مقارنةً بحواويات الزجاج، التي تكون مناسبة فقط لنطاق الضوء المرئي.

المعلمات

3: الاستخدام: يمر شعاع الليزر عبر خلية الامتصاص لبخار الذرات، ويتم قياس توهين الضوء لتحديد التركيز.

الاستخدامات الأساسية وسيناريوهات التطبيق

• ‌التحليل الكمي‌: بالاعتماد على قانون بير-لامبرت، يتم حساب تركيز المكون المحلل من خلال قياس امتصاص الضوء عند أطوال موجية محددة. وتشمل الأمثلة اكتشاف أيونات المعادن الثقيلة (مثل النحاس، الرصاص) في اختبار جودة المياه أو تحليل العناصر الغذائية (مثل البروتينات، الفيتامينات) في تحليل الأغذية.‌‌
• ‌التحليل النوعي‌: من خلال مقارنة طيف الامتصاص للعينات غير المعروفة مع عينات معيارية، تساعد الحواويات في تحديد نوع المادة، كما في التحليل الهيكلي للمركبات العضوية.‌‌
• الدراسات الحركية: يساعد الرصد المستمر لتغيرات الامتصاصية أثناء التفاعلات في الحصول على معلمات مثل معدلات التفاعل وطاقة التنشيط. ومن الأمثلة تحليل العوامل المؤثرة في التفاعلات المحفزة بالإنزيمات.

اختيار الأنواع واعتبارات الاستخدام

• توافق الطول الموجي: يجب استخدام حواويات كوارتز في النطاق فوق البنفسجي (190–400 نانومتر). أما في نطاق الضوء المرئي (400–900 نانومتر)، فيمكن استخدام الزجاج أو الكوارتز، ويُفضَّل عادةً استخدام الزجاج لتقليل التكاليف. وتتطلب النطاقات تحت الحمراء استخدام حواويات خاصة.
• اختيار طول المسار: استخدم طول مسار طويل (2–3 سم) للمحاليل ذات الألوان الفاتحة، وطول مسار قصير (0.5–1 سم) للمحاليل الداكنة لضمان أن تقع الامتصاصية ضمن النطاق المثالي.
• إرشادات التشغيل: امسك الخلية من الجوانب المطفية لتجنب لمس الأسطح الشفافة البصرية. املأها إلى حوالي ثلثي ارتفاعها. نظفها فور الاستخدام، باستخدام مذيبات محددة (مثل خليط الإثير والإيثانول) للبقع الصعبة.

طريقة الغسل

• 1. اغسلها بمزيج من الإثير (50٪) والإيثانول المطلق (50٪).
• 2. إذا كانت متسخة جدًا، يمكن تنظيفها ب محل تنظيف خاص، ولكن يكون وقت التنظيف قصيرًا (10 دقائق)، ثم يُشطف بالماء.