تقنيات التحليل الطيفي: الأنواع و التطبيقات

التحليل الطيفي هو تقنية كيميائية تستخدم لتحليل الضوء المنبعث او المنعكس من المادة، لكل مادة طيف خاص بها يميزها عن باقي المواد، من اهم مميزات التحليل الطيفي انه لا يتطلب استخدام الكواشف الكيميائية و بالتالي عدم التدخل في نتائجه و القدرة على إنتاج أكبر قدر من العينات و هذا ما سنتعرف عليه مع د/ أسماء شلبي.

أهم التطبيقات:

يستخدم في الكيمياء التحليلية و كذلك الكيمياء الفيزيائية كوسيلة للتعرف على المواد المكونة لعينة ما و دراسة بنيتها التركيبية عن طريق تحليل الطيف المنبعث او المنعكس من هذه العينة؛ كما انه يستخدم أيضا في أجهزة الاستشعار عن بعد.

أنواع التحليل الطيفي:

هناك ثلاثة أنواع رئيسية و هي: التحليل الطيفي بالامتصاص، التحليل الطيفي بالفلورة، و التحليل الطيفي بالانبعاث و سنتعرف على كل نوع تفصيليا

1- التحليل الطيفي بالامتصاص (Atomic Absorption Spectroscopy (AAS))

يعتمد على الأطياف الكهرومغناطيسية التي تمتصها المادة، و تتضمن طرق الامتصاص الذري الأشعة تحت الحمراء، الأشعة البنفسيجية، الأشعة المرئية، و اشعة الميكرويف.

الأشعة تحت الحمراء ((IR) Infrared Spectroscopy ):

تستخدم لمعرفة التركيب الكيميائي للعينة اعتمادا على المجموعات الوظيفية الموجودة بها، حيث أن لكل مجموعة وظيفية طيف مميز و معروف.

الأشعة فوق البنفسيجية و المرئية ((UV-Vis) Ultraviolet- Visible Spectroscopy ):

تعتمدعلى امتصاص الجزيئات للأشعة فوق البنفسجية أو الضوء المرئي عند أطوال موجية محددة، كما أنها تستخدم لتحديد تركيز المواد في المحاليل المختلفة و كذلك تحليل المركبات العضوية و غير العضوية.

2- التحليل الطيفي بالفلورة (Atomic Fluorescence Spectroscopy (AFS)):

يعتمد على امتصاص الجزيئات للضوء و من ثم إصدار ضوء عند طول موجي مختلف و هو ما يطلق عليه (الفلورة)، يستخدم بصورة رئيسية في تحليل المركبات البيولوجية مثل البروتينات والحمض النووي، وأهم هذه التطبيقات هو تحليل رامان( Raman Spectroscopy).

3- التحليل الطيفي بالانبعاث (Atomic Emission Spectroscopy (AES)):

يعتمد على دراسة الضوء المنبعث من الذرات المثارة عند تعرضها لمصدر طاقة، كما انه يستخدم في تحديد تركيز العناصر في العينة و بالأخص العناصر المعدنية. و تتضمن التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي، التحليل الطيفي بالأشعة السينية، و التحليل الطيفي بالبلازما المستحثة.

التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي (NMR Spectroscopy):

يعتمد على التفاعلات بين نواة الذرة والمجالات المغناطيسية، أشهر أنواعه هي الهيدروجين (1H NMR) والكربون (13C NMR)، والتي توفر معلومات حول مواقع الذرات في الجزيئات المختلفة، يستخدم لمعرفةالتركيب الكيميائي والفراغي للجزيئات و بالأخص  المركبات العضوية.

التحليل الطيفي بالأشعة السينية (X-ray Spectroscopy):

يعتمد على تفاعل الأشعة السينية مع المادة، مما يؤدي إلى انبعاث أو امتصاص الأشعة عند أطوال موجية معينة، يستخدم في معرفة التركيب البلوري للمواد وفي تحليل المعادن والفلزات، من أهم تقنيات الأشعة السينية هو حيود الأشعة السينية (X-ray Diffraction – XRD).

التحليل الطيفي بالبلازما المستحثة (Inductively Coupled Plasma (ICP)):

يعتمد على إثارة العينات (ذرات او أيونات) عن طريق البلازما، يعتبر حساس لكميات قليلة جدا من المواد او أثر المواد في العينة.

تعرفنا معا في هذا المقال على تقنيات التحليل الطيفي المختلفة و الفرق بينها وبعض استخداماتها في المختبرات الكيميائية وتقنيات الكيمياء التحليلية مع الدكتورة أسماء شلبي عالمة الكيمياء والمتخصصة في الكيمياء التحليلية.