Cum funcționează un spectrometru de absorbție atomică?

Absorbția atomică (AA) este o metodă de testare științifică utilizată pentru detectarea metalelor în soluție. Proba este fragmentată în picături foarte mici (atomizate). Apoi este alimentat într-o flacără. Atomii metalici izolați interacționează cu radiațiile care au fost prestabilite la anumite lungimi de undă. Această interacțiune este măsurată și interpretată. Absorbția atomică exploatează diferite lungimi de undă ale radiației absorbite de atomi diferiți. Instrumentul este cel mai fiabil atunci când o linie simplă raportează absorbția-concentrație. Instrumentele atomizoare / flacără și monocromatoare sunt cheia pentru ca dispozitivul AA să funcționeze. Variabilele relevante ale AA includ calibrarea flăcării și interacțiuni unice pe bază de metal.

Linii de absorbție discrete

Mecanica cuantică afirmă că radiația este absorbită și emisă de atomi în unități stabilite (cuante). Fiecare element absoarbe lungimi de undă diferite. Să presupunem că două elemente (A și B) sunt de interes. Elementul A se absoarbe la 450 nm, B la 470 nm. Radiația de la 400 nm la 500 nm ar acoperi toate liniile de absorbție ale elementelor.

instagram story viewer

Să presupunem că spectrometrul detectează o ușoară absență a radiației de 470 nm și nici o absență la 450 nm (toată radiația originală de 450 nm ajunge la detectoare). Eșantionul ar avea o concentrație corespunzătoare mică pentru elementul B și nicio concentrație (sau „sub limita de detecție”) pentru elementul A.

Liniaritatea de concentrare-absorbție

Liniaritatea variază în funcție de element. La capătul inferior, comportamentul liniar este limitat de „zgomot” substanțial în date. Acest lucru se întâmplă deoarece concentrațiile foarte mici de metal ating limita de detectare a instrumentului. La capătul superior, liniaritatea se descompune dacă concentrația elementului este suficient de mare pentru o interacțiune mai complexă radiație-atom. Atomii ionizați (încărcați) și formarea moleculelor funcționează pentru a da o curbă neliniară de absorbție-concentrație.

Atomizator și Flacără

Pulverizatorul și flacăra transformă moleculele și complexele pe bază de metal în atomi izolați. Multiplele molecule pe care le-ar putea forma orice metal înseamnă că potrivirea unui anumit spectru cu metalul sursă este dificilă, dacă nu imposibilă. Flacăra și atomizatorul sunt destinate să rupă orice legături moleculare pe care le-ar putea avea.

Reglarea fină a caracteristicilor flăcării (raport combustibil / aer, lățimea flăcării, alegerea combustibilului etc.) și instrumentarea atomizorului pot fi o provocare în sine.

Monocromator

Lumina intră în monocromator după ce trece prin probă. Monocromatorul separă undele luminoase în funcție de lungimea de undă. Scopul acestei separări este de a stabili care sunt lungimile de undă prezente și în ce măsură. Intensitatea lungimii de undă primită este măsurată în raport cu intensitatea inițială. Lungimile de undă sunt comparate pentru a determina cât din fiecare lungime de undă relevantă a fost absorbită de probă. Monocromatorul se bazează pe geometrie precisă pentru a funcționa corect. Vibrații puternice sau fluctuații bruște de temperatură pot cauza ruperea unui monocromator.

Variabile relevante

Proprietățile optice și chimice speciale ale elementelor studiate sunt importante. De exemplu, îngrijorarea s-ar putea concentra pe urmele de atomi de metal radioactivi sau tendința de a forma compuși și anioni (atomi încărcați negativ). Ambii factori pot da rezultate înșelătoare. Proprietățile flăcării sunt, de asemenea, foarte importante. Aceste caracteristici includ temperatura flăcării, unghiul liniei de flacără în raport cu detectorul, debitul gazului și funcția uniformă a atomizorului.

Teachs.ru
  • Acțiune
instagram viewer