Elemental analiz, analitik kimyanın bir dalı olup katı veya sıvı maddelerdeki organik ve inorganik bileşiklerin nicel ve nitel olarak belirlenmesinde kullanılır.
Karbon, hidrojen, azot, oksijen ve kükürtün (CHNOS analizi) belirlenmesine özel bir önem verilir. Bu elementlerin içeriğine dair bilgi sahibi olmak, pek çok sektör ve endüstri kolu için büyük önem taşır.
Elementel Analiz Teknolojileri
Elementel analiz için çeşitli yerleşik yöntemler mevcuttur. Optik emisyon spektroskopisi (ICP-OES), atomik absorpsiyon spektrometrisi (AAS) veya kıvılcım spektrometrisi gibi spektroskopik ölçüm yöntemleri yaygın olarak kullanılmakta ve metalik numunelerin analizinde tercih edilmektedir.
Termogravimetrik analizde (TGA), numune malzemesinin kütlesindeki değişim, zaman içindeki sıcaklık değişiminin bir fonksiyonu olarak ölçülür; bu da analiz edilen maddenin bileşimi hakkında çıkarımlar yapılmasını sağlar.
Bu yöntemlerle karşılaştırıldığında, yanma analizörleri (combustion analysers) çok daha geniş bir kullanım alanı sunar ve çok çeşitli numune türlerinin hızlı ve güvenilir analizinde kullanılabilir.
Modern yanma analizörleri ile elementel analiz
Yanma analizi temel olarak üç aşamalı bir süreçtir. İlk aşamada, ölçüm sonuçlarını etkileyebilecek her türlü safsızlığı gidermek amacıyla oksijen akışı işleme tabi tutulur. Bir sonraki aşamada, analiz edilecek numune malzeme oksijen atmosferinde tamamen yakılır. Bu amaçla genellikle indüksiyon fırınları veya dirençli fırınlar kullanılır. Yanma sırasında açığa çıkan gaz bileşenleri son bir aşamada işlenir ve ardından spektroskopik yöntemlerle analiz edilir. Analiz için sıklıkla yakın kızılötesi (NIR) sensörler veya termal iletkenlik (TCD) sensörleri kullanılır.
Elementel Analiz Uygulamaları ve Endüstrileri
Elementel analizörlerin çok yönlü kullanım alanları sayesinde, çok çeşitli endüstrilerde sayısız uygulama imkanı bulunmaktadır. Örneğin, elementel analizörler kalite kontrol amacıyla sıklıkla çelik ve titanyum endüstrisinde kullanılmaktadır.
Karbon, çeliğin önemli bir bileşenidir ve içeriği malzemenin özellikleri üzerinde belirgin bir etkiye sahiptir. Karbon oranı arttıkça çeliğin mukavemeti ve sertleşebilirliği artarken; süneklik ve kaynaklanabilirlik gibi diğer özellikleri azalır.
Hidrojen; çelik, titanyum ve hatta bakırın malzeme özellikleri üzerinde kayda değer bir etkiye sahip olabilir. Yüksek martenzit içeriğine sahip yüksek mukavemetli çelikler, özellikle hidrojen kaynaklı hasarlara karşı hassastır. Titanyum söz konusu olduğunda ise hidrojen, malzemenin metal matrisinde birikerek metal hidrür oluşumuna yol açabilir; bu durum da malzeme özellikleri üzerinde önemli bir etki yaratır.
Malzemelerin oksijen içeriği de büyük önem taşımaktadır. Titanyum söz konusu olduğunda, artan oksijen içeriği daha sert ancak aynı zamanda çok daha kırılgan bir malzeme yapısına yol açar. Artan oksijen içeriği; demir, çelik veya bakır gibi diğer malzemeler üzerinde de benzer olumsuz etkilere sahiptir.
Karbon tayininin yanı sıra, bir numunenin kükürt içeriğinin analiz edilmesi de günümüzde elemental analizin en önemli görevlerinden biridir. Madencilik endüstrisinden gelen kömür gibi organik numunelerde, kükürt içeriği yakıtın kalitesi hakkında çıkarımlar yapılmasını sağlar. Daha yüksek kaliteli malzemeler genellikle daha yüksek ısıl değere ve daha düşük kükürt içeriğine sahiptir. Çeşitli inorganik numunelerin kükürt içeriğinin analiz edilmesi de ayrıca önem taşımaktadır.
Gıda ve yem endüstrisinde ise azot içeriğinin tespiti özel bir öneme sahiptir. Azot oranına dayalı olarak, analiz edilen numunenin protein içeriği belirlenebilir.
Elementel analiz için Eltra ürünleri
Karbon / Azot / Protein Analizörü CN Analizörleri
karbon / hidrojen / kükürt CHS Analizörü
oksijen / azot / hidrojen ONH Analizörü
THERMOSTEP TGA TGA Analizörü
Eltra Ürünler & İletişim
