نحوه اندازه گیری خاکستر
خاکستر باقیمانده معدنی است که پس از احتراق یا اکسیداسیون مواد آلی در نمونه باقی می ماند. محتوای خاکستر یک شاخص مهم برای کیفیت و ترکیب مواد مختلف مانند غذا، سوخت، خاک، پلاستیک و مواد معدنی است. اندازه گیری خاکستر می تواند اطلاعاتی در مورد محتوای مواد معدنی، ارزش غذایی، اثرات زیست محیطی و عملکرد محصولات مختلف ارائه دهد.
روش های مختلفی برای اندازه گیری خاکستر بسته به نوع و هدف آنالیز وجود دارد. در این مقاله به بررسی برخی از رایج ترین روش ها و مزایا و معایب آن ها می پردازیم.
خاکستر خشک
خاکستر خشک روشی است که شامل حرارت دادن نمونه در کوره در دمای بالا (معمولاً 600-500 درجه سانتیگراد) است تا زمانی که تمام مواد آلی بسوزانند و فقط مواد معدنی باقی بمانند. مقدار خاکستر با مقایسه وزن خاکستر با وزن نمونه اصلی محاسبه می شود.
خاکستر خشک روشی ساده و کم هزینه است که می تواند برای طیف وسیعی از نمونه ها مانند غلات، ادویه جات ترشی جات، گوشت، زغال سنگ، چوب و کربن فعال استفاده شود. همچنین می توان از آن برای تجزیه و تحلیل تقریبی استفاده کرد که رطوبت، خاکستر، چربی و پروتئین غذا را تعیین می کند.
با این حال، خاکستر خشک نیز دارای محدودیت ها و معایبی است. مثلا:
- بسته به حجم نمونه و ترکیب، ممکن است چندین ساعت طول بکشد.
- می تواند باعث از بین رفتن یا تبخیر برخی مواد معدنی مانند سدیم، پتاسیم، کلر و گوگرد شود که می تواند بر دقت و کامل بودن آنالیز تأثیر بگذارد.
- می تواند دود و گازهای سمی ایجاد کند که نیاز به تهویه مناسب و اقدامات احتیاطی ایمنی دارد.
- می تواند شکل شیمیایی یا کریستالی بودن برخی کانی ها را تغییر دهد که می تواند بر حلالیت و واکنش پذیری آنها تأثیر بگذارد.
خاکستر مرطوب
خاکستر مرطوب روشی است که شامل حل کردن نمونه در مخلوطی از اسیدهای قوی و عوامل اکسید کننده در دماهای پایین تر (معمولاً زیر 200 درجه سانتیگراد) است تا زمانی که تمام مواد آلی از بین رفته و فقط مواد معدنی باقی بمانند. مقدار خاکستر با مقایسه وزن خاکستر با وزن نمونه اصلی محاسبه می شود.
خاکستر مرطوب روشی ارجح برای نمونه هایی است که حاوی مواد معدنی فرار یا حساس به حرارت مانند ید، جیوه، سلنیوم و آرسنیک هستند. همچنین می تواند به عنوان مرحله آماده سازی برای تجزیه و تحلیل مواد معدنی خاص با تکنیک هایی مانند طیف سنجی جذب اتمی (AAS)، طیف سنجی نشر نوری پلاسما جفت شده القایی (ICP-OES)، یا طیف سنجی جرمی (MS) استفاده شود.
با این حال، خاکستر مرطوب نیز چالش ها و معایبی دارد. مثلا:
- به تجهیزات و مواد شیمیایی تخصصی بیشتری نسبت به خاکستر خشک نیاز دارد.
- خطر آلودگی و تداخل معرف های مورد استفاده را افزایش می دهد.
- می تواند تحت تأثیر انتخاب و نسبت اسیدها و اکسید کننده های مورد استفاده قرار گیرد.
- می تواند زباله های خطرناکی تولید کند که نیاز به دفع مناسب دارد.
خاکستر مایکروویو
خاکستر مایکروویو روشی است که از تشعشعات مایکروویو برای گرم کردن نمونه در یک ظرف بسته در دمای بالا (معمولا بالای 800 درجه سانتیگراد) استفاده می کند تا زمانی که تمام مواد آلی تبخیر شوند و فقط مواد معدنی باقی بمانند. مقدار خاکستر با مقایسه وزن خاکستر با وزن نمونه اصلی محاسبه می شود.
خاکستر کردن با مایکروویو روشی سریعتر و کارآمدتر از خاکستر خشک یا مرطوب معمولی است. بسته به نوع و اندازه نمونه، می تواند زمان خاکستر شدن را از ساعت به دقیقه کاهش دهد. همچنین می تواند از دست دادن یا تغییر مواد معدنی را به دلیل قرار گرفتن کمتر در معرض گرما و اکسیژن به حداقل برساند.
با این حال، خاکستر مایکروویو نیز دارای محدودیت ها و معایبی است. مثلا:
- به تجهیزات گران تری نسبت به روش های معمولی نیاز دارد.
- دارای توان عملیاتی نمونه کمتری نسبت به روش های معمولی است.
- ممکن است برای نمونه هایی که حاوی فلزات یا مواد دیگری هستند که می توانند در گرمایش مایکروویو اختلال ایجاد کنند، مناسب نباشد.
- ممکن است نیاز به پیش تصفیه یا هضم برخی از نمونه ها قبل از خاکستر داشته باشد.
نتیجه
اندازه گیری خاکستر یک روش مفید برای تعیین محتوای معدنی و کیفیت مواد مختلف است. روش های مختلفی برای اندازه گیری خاکستر وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. انتخاب روش به عواملی مانند نوع نمونه، ترکیب، اندازه، هدف، دقت، هزینه، زمان، ایمنی و تاثیر محیطی بستگی دارد.
بدون دیدگاه