مقياس الضوء اللهبي جهاز لقياس كتلة العناصر يُستخدم لتحليل المواد الكيميائية غير العضوية.
وفي الواقع فإن ما يقوم به جهاز مقياس الضوء اللهبي هو مطيافية ذرية (الصوديوم والبوتاسيوم وغيرهما)، وسنتناولها بتفصيل أوسع في بقية هذه المقالة.
١طريقة عمل جهاز مقياس الضوء اللهبي
قبل أن تعرف طريقة عمل مقياس الضوء اللهبي من الأفضل أن تتعرف على مكونات هذا الجهاز. ويحتوي هذا الجهاز على المكونات التالية:
- المصدر الحراري
يتضمن هذا الجهاز مصدرًا حراريًا لتوليد اللهب. ودرجة حرارة اللهب في مقياس الضوء اللهبي ثابتة دائمًا.
- البخّاخ وحجرة الخلط
يسهّل هذا الجزء من الجهاز نقل المادة إلى قسم المصدر الحراري بسرعة ثابتة.
- النظام البصري
يتكون النظام البصري من ثلاثة أجزاء هي المرآة المحدبة والعدسة والمرشّح. وفي عمل هذا الجهاز تنقل المرآة المحدبة الضوء المنبعث من الذرات إلى العدسة، فيؤدي ذلك إلى تركيز الضوء المنبعث.
ثم تركّز العدسة الضوء في نقطة تُسمى الشق؛ وتمر انعكاسات الضوء المنبعث من المرآة عبر الشق وتصل إلى المرشحات. وتتيح المرشحات القياس بفصل الأطوال الموجية.
- الكاشف الضوئي
والجزء الأخير في هذا الجهاز هو الكاشف الضوئي، الذي يكشف الضوء المنبعث ويجهّزه للقياس.
وبإيجاز يمكن القول إن أساس عمل جهاز مقياس الضوء اللهبي هو فصل عناصر مجموعتي الفلزات القلوية (المجموعة I) والقلوية الترابية (المجموعة II)، وهذا يتم بالتعرض للطاقة الحرارية. وفي كل مادة، مباشرة بعد التهييج الحراري، تتحرر ذراتها وتقفز إلى مستوى طاقة أعلى.
والمستويات المُثارة غير مستقرة، ولذلك تفقد الذرات المُثارة طاقتها وتتحول، بإصدار إشعاعها الذي يمكن رؤيته بوضوح تام، إلى حالة موجة ضوئية.
ويُقاس طول موجة الضوء، الذي يختلف في العناصر المختلفة ويُحصل عليه نتيجة إثارة الإلكترونات، بواسطة الجهاز بطرق الامتصاص المباشر.
٢الاستخدامات الواسعة لمقياس الضوء اللهبي
كما تعلمون يُستخدم مقياس الضوء اللهبي في صناعات مختلفة مثل المواد الكيميائية والأدوية والزجاج والسيراميك والمياه وعلم المحيطات والمختبرات البيولوجية. وفيما يلي شرح لبعض أكثر استخدامات هذا الجهاز شيوعًا:
- يُستخدم جهاز مقياس الضوء اللهبي لتحديد مقدار البوتاسيوم والصوديوم والمغنيسيوم الموجودة في السوائل البيولوجية (مثل المصل والدم).
- الاستخدام الثاني لهذا الجهاز هو تحليل العناصر الموجودة في المياه الصناعية والطبيعية (مثل المغنيسيوم والباريوم والكالسيوم وغيرها).
- الاستخدام الثالث لجهاز مقياس الضوء اللهبي هو تحليل العناصر الموجودة في التربة (مثل الصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم وغيرها).
- ومن استخداماته الأخرى تحديد مقدار العناصر الموجودة (مثل الصوديوم والكالسيوم) في سوائل الجسم والعضلات والقلب لتشخيص بعض الأمراض.
- يُستخدم هذا الجهاز لتحديد مقدار الفلزات الموجودة في المنتجات النفطية (مثل الرصاص والمنغنيز).
- في الصناعات الغذائية يُستخدم هذا الجهاز لتحليل الأملاح الموجودة (مثل مقدار الصوديوم والبوتاسيوم) في المشروبات الغازية والمشروبات الكحولية وعصائر الفاكهة.
مزايا استخدام جهاز مقياس الضوء اللهبي
من مزايا استخدام جهاز مقياس الضوء اللهبي ما يلي:
- طريقة التحليل بسيطة جدًا واقتصادية.
- طبيعته نوعية وكمية معًا.
- يمكن بمساعدة هذا الجهاز تحديد حتى التراكيز الضئيلة جدًا من الفلزات في العينات المختلفة.
٣عيوب استخدام جهاز مقياس الضوء اللهبي
على الرغم من المزايا الكثيرة لاستخدام مقياس الضوء اللهبي فإن لهذا الجهاز عيوبًا:
- لا يمكن قياس التركيز الدقيق لأيون الفلز في المحلول.
- لا يستطيع هذا الجهاز الكشف مباشرة عن وجود الغازات الخاملة وتحديدها.
- وعلى الرغم من أن هذا الجهاز يقيس المحتوى الكلي للفلز الموجود في العينة، فإنه لا يقدّم معلومات عن البنية الجزيئية للفلز.
- لا يمكن استخدام سوى العينات السائلة.
اقرأ أيضًاقياس الصوديوم والبوتاسيوم بجهاز مقياس الضوء اللهبي٤كلمة ختامية
كما ذُكر في هذه المقالة فإن مقياس الضوء اللهبي جهاز يمكن بمساعدته قياس العناصر الموجودة في المواد المختلفة.
وعملية عمل هذا الجهاز على النحو التالي: تُعرَّض المواد لمصدر حراري وتتفتت إلى ذرات. وتتحول هذه الذرات بفعل الإشعاع المطبَّق عليها إلى موجة ضوئية، ويُقاس طول موجة الضوء هذا، الذي يختلف في العناصر المختلفة، بواسطة الجهاز بطرق الامتصاص المباشر.
وللمقياس الضوئي اللهبي استخدامات واسعة في مجالات مختلفة مثل المواد الكيميائية والأدوية والزجاج والسيراميك والمياه وعلم المحيطات والمختبرات البيولوجية، وقد أُشير إلى بعضها في قسم الاستخدامات.
كما ذُكرت مزايا استخدام هذا الجهاز وعيوبه، على أن النواقص المذكورة تعتمد على علامة مقياس الضوء اللهبي وطرازه، وفي بعض الحالات تنخفض هذه العيوب إلى الحد الأدنى بسبب التقدم التقني في الجهاز.
