כיצד עובד ספקטרומטר קליטה אטומית?

ספיגה אטומית (AA) היא שיטת בדיקה מדעית המשמשת לאיתור מתכות בתמיסה. המדגם מקוטע לטיפות קטנות מאוד (אטומיזציה). לאחר מכן הוא מוזן לתוך להבה. אטומי מתכת מבודדים מקיימים אינטראקציה עם קרינה שהוגדרה מראש לאורכי גל מסוימים. אינטראקציה זו נמדדת ומתפרשת. ספיגה אטומית מנצלת אורכי גל קרינה שונים הנספגים באטומים שונים. המכשיר אמין ביותר כאשר קו פשוט מתייחס לריכוז ספיגה. מכשירי מרסס / להבה ומונוכרומטור הם המפתח לגרום למכשיר ה- AA לעבוד. המשתנים הרלוונטיים של AA כוללים כיול להבות ואינטראקציות ייחודיות מבוססות מתכת.

מכניקת הקוונטים קובעת כי הקרינה נספגת ונפלטת על ידי אטומים ביחידות קבועות (קוונטיות). כל אלמנט סופג אורכי גל שונים. נניח ששני אלמנטים (A ו- B) מעניינים. אלמנט A סופג ב 450 ננומטר, B ב 470 ננומטר. קרינה מ -400 ננומטר ל -500 ננומטר תכסה את כל קווי הקליטה של ​​האלמנטים.

נניח שהספקטרומטר מזהה היעדר קל של 470 ננומטר וקרינה ללא 450 ננומטר (כל הקרינה המקורית של 450 ננומטר מגיעה לגלאים). המדגם יהיה בעל ריכוז קטן בהתאמה לאלמנט B וללא ריכוז (או "מתחת לגבול הזיהוי") לאלמנט A.

הליניאריות משתנה עם האלמנט. בקצה התחתון, התנהגות ליניארית מוגבלת על ידי "רעש" משמעותי בנתונים. זה קורה מכיוון שריכוזי מתכת נמוכים מאוד מגיעים לגבול זיהוי המכשירים. בקצה הגבוה יותר, הליניאריות מתפרקת אם ריכוז האלמנטים מספיק גבוה לאינטראקציה מורכבת יותר של קרינה-אטום. אטומים מיוננים (טעונים) והיווצרות מולקולות פועלים למתן עקומת ריכוז ספיגה לא לינארית.

האטומיזר והלהבה ממירים מולקולות ומתחמים מבוססי מתכת לאטומים מבודדים. המולקולות המרובות שכל מתכת יכולה ליצור, פירושה שהתאמת ספקטרום מסוים למתכת המקור היא קשה, אם לא בלתי אפשרית. הלהבה והמרסס נועדו לשבור כל קשר מולקולרי שיש להם.

כוונון עדין של מאפייני להבה (יחס דלק / אוויר, רוחב להבה, בחירת דלק וכו ') ומכשור לאטומיזר יכולים להוות אתגר בפני עצמו.

אור נכנס למונוכרומטור לאחר שעבר דרך הדגימה. המונוכרומטר מפריד בין גלי האור לפי אורך הגל. מטרת ההפרדה היא לברר אילו אורכי גל קיימים ובאיזו מידה. עוצמת הגל המתקבלת נמדדת מול העוצמה המקורית. אורכי הגל מושווים כדי לקבוע כמה מכל אורך גל רלוונטי נקלט במדגם. המונוכרומטר מסתמך על גיאומטריה מדויקת כדי לעבוד כראוי. רעידות חזקות או שינויי טמפרטורה פתאומיים עלולים לגרום לשבירה של מונוכרומטור.

מאפיינים אופטיים וכימיים מיוחדים של היסודות הנחקרים חשובים. לדוגמא, החשש יכול להתמקד עקבות אטומי מתכת רדיואקטיביים, או נטייה ליצור תרכובות ואניונים (אטומים טעונים שלילית). שני הגורמים הללו יכולים לתת תוצאות מטעות. גם תכונות הלהבה חשובות מאוד. מאפיינים אלה כוללים טמפרטורת להבה, זווית קו להבה ביחס לגלאי, קצב זרימת גז ותפקוד מרסס עקבי.