14.17 : قياس الضوء باللهب: المختبر

في مقياس الضوء باللهب، عندما يتم سحب محلول مثل كلوريد البوتاسيوم إلى اللهب، يتبخر المذيب، ويترك وراءه ملحًا مجففًا. يتفكك هذا الملح إلى ذرات غازية حرة في حالتها الأساسية. تمتص بعض هذه الذرات الطاقة من اللهب، مما يؤدي إلى إثارتها. تعود الذرات المثارة إلى الحالة الأساسية، وتنبعث منها فوتونات بأطوال موجية مميزة. نظرًا لأن الانتقالات الإلكترونية فقط هي التي تحدث، فإن خطوط الانبعاث الناتجة ضيقة للغاية. تكون شدة الإشعاع المنبعث متناسبة خطيًا مع تركيز المحلل في المحلول المسحوب. ومع ذلك، يتم ملاحظة هذه الخطية بشكل أساسي عند الطرف المنخفض لمنحنى المعايرة. عند تركيزات المحلل الأعلى، تؤدي زيادة عدد الذرات في الحالة الأرضية، التي يمكنها إعادة امتصاص الإشعاع المنبعث، إلى انحراف عن العلاقة الخطية.

تستطيع أجهزة قياس الضوء باللهب الحديثة معالجة بيانات معايرة متعددة النقاط بشكل تلقائي وإجراء قياسات دون الحاجة إلى تخفيف العينة، مما يسمح بتحليل تركيزات تصل إلى 1000 مجم/لتر. وفي حين تُستخدم قياس الضوء باللهب في المقام الأول لتحديد الصوديوم (Na) والبوتاسيوم (K) والليثيوم (Li) في المختبرات السريرية، إلا أنها تجد تطبيقات متخصصة في مجالات مختلفة. على سبيل المثال، تقيس المعادن القلوية المتبقية في الوقود الحيوي وتحدد الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم في الأسمنت. في الماضي، مكّنت مطيافية الانبعاث باللهب من قياس ما يصل إلى 60 عنصرًا باستخدام لهب أكسيد النيتروز الساخن الأسيتيلين. ومع ذلك، تُستخدم مطيافية الامتصاص الذري اليوم بشكل أساسي لقياس المعادن الأخرى غير المعادن القلوية.