Hvordan fungerer et atomabsorpsjonsspektrometer?

Posted on
Forfatter: Randy Alexander
Opprettelsesdato: 24 April 2021
Oppdater Dato: 18 November 2024
Anonim
Hvordan fungerer et atomabsorpsjonsspektrometer? - Vitenskap
Hvordan fungerer et atomabsorpsjonsspektrometer? - Vitenskap

Innhold

Atomic absorption (AA) er en vitenskapelig testmetode som brukes for å påvise metaller i løsning. Prøven er fragmentert i veldig små dråper (forstøvet). Den blir deretter matet inn i en flamme. Isolerte metallatomer interagerer med stråling som er forhåndsinnstilt til visse bølgelengder. Dette samspillet måles og tolkes. Atomabsorpsjon utnytter forskjellige strålingsbølgelengder absorbert av forskjellige atomer. Instrumentet er mest pålitelig når en enkel linje angir absorpsjonskonsentrasjon. Forstøver / flamme- og monokromatorinstrumenter er nøkkelen til at AA-enheten fungerer. Relevante variabler av AA inkluderer flammekalibrering og unike metallbaserte interaksjoner.

Diskrete absorpsjonslinjer

Kvantemekanikk oppgir at stråling absorberes og sendes ut av atomer i faste enheter (kvanta). Hvert element absorberer forskjellige bølgelengder. La oss si at to elementer (A og B) er av interesse. Element A absorberer ved 450 nm, B ved 470 nm.Stråling fra 400 nm til 500 nm vil dekke alle elementers absorpsjonslinjer.

Anta at spektrometeret oppdager et lite fravær av 470 nm stråling og ikke noe fravær ved 450 nm (all den opprinnelige strålingen på 450 nm kommer til detektorer). Prøven ville ha en tilsvarende liten konsentrasjon for element B og ingen konsentrasjon (eller "under deteksjonsgrense") for element A.

Konsentrasjon-absorpsjonslinearitet

Linearitet varierer med elementet. I den nedre enden er lineær atferd begrenset av betydelig "støy" i dataene. Dette skjer fordi svært lave metallkonsentrasjoner når instrumentdeteksjonsgrensen. I den øvre enden brytes linearitet hvis elementkonsentrasjonen er høy nok for mer komplisert stråling-atominteraksjon. Ioniserte (ladede) atomer og molekyldannelse virker for å gi en ikke-lineær absorpsjonskonsentrasjonskurve.

Atomizer og Flame

Forstøveren og flammen omdanner metallbaserte molekyler og komplekser til isolerte atomer. De flere molekylene som ethvert metall kan danne, betyr at det er vanskelig, om ikke umulig å tilpasse et bestemt spektrum til kildemetallet. Flammen og forstøveren er ment å bryte alle molekylære bindinger de måtte ha.

Finjustering av flammeegenskaper (drivstoff / luftforhold, flammebredde, valg av drivstoff osv.) Og forstøverinstrumentering kan være en utfordring i seg selv.

monochromator

Lys kommer inn i monokromatoren etter å ha gått gjennom prøven. Monokromatoren skiller lysbølger i henhold til bølgelengde. Hensikten med denne separasjonen er å sortere ut hvilke bølgelengder som er til stede og i hvilken grad. Mottatt bølgelengdeintensitet måles mot den opprinnelige intensiteten. Bølgelengdene sammenlignes for å bestemme hvor mye av hver relevant bølgelengde som ble absorbert av prøven. Monokromatoren er avhengig av presis geometri for å fungere korrekt. Sterke vibrasjoner eller plutselige temperatursvingninger kan føre til at en monokromator går i stykker.

Relevante variabler

Spesielle optiske og kjemiske egenskaper for elementene som studeres er viktige. For eksempel kan bekymring fokusere på spor etter radioaktive metallatomer, eller tendens til å danne forbindelser og anioner (negativt ladede atomer). Begge disse faktorene kan gi misvisende resultater. Flammeegenskaper er også veldig viktige. Disse egenskapene inkluderer flammetemperatur, flammelinjevinkel i forhold til detektoren, gasstrømningshastighet og jevn forstøverfunksjon.