Was ist ein Absorptionsspektrophotometer?
Ein Absorptionsspektrophotometer ist ein analytisches Instrument zur Bestimmung der Menge eines in einer Probe vorhandenen Elements.Es beruht auf der Tatsache, dass Elemente Licht in einer bestimmten Frequenz innerhalb des Lichtspektrums absorbieren.Wenn ein Atom am niedrigsten Energie ist mdash;oder Boden mdash;Zustand kann ein Lichtphoton mit einer bestimmten Frequenz absorbieren und mit der Energie des Photons zu einem höheren Energiezustand springen.Daher ist es möglich, das Element in einer Probe zu erkennen und die vorhandene Menge zu bestimmen, indem die Menge des Lichts der relevanten Frequenz gemessen wird, die von der Probe absorbiert wird.Diese Technik wird in der Chemie für die Elementaranalyse häufig verwendet.
Die typischen Komponenten eines Absorptionsspektrophotometers umfassen eine Lichtquelle;eine Kammer oder Zelle, in der die Probe dem Licht ausgesetzt ist;ein Monochromator, das ein Gerät ist, das die ausgewählte und isolierte Häufigkeit von Interesse ermöglicht;und ein Detektor, der die Intensität des Lichts bei dieser Frequenz misst.Da die in dieser Frequenz absorbierte Lichtmenge proportional zur Konzentration des Elements ist, kann die Menge des vorhandenen Elements berechnet werden.Die Daten können auf einem Bildschirm angezeigt und/oder elektronisch gespeichert werden.
Die Lichtquelle für ein Absorptionsspektrophotometer emittiert normalerweise Licht mit der spezifischen Frequenz, die durch das Element absorbiert wird, für das der Test durchgeführt wird.Da die Absorptionsfrequenz eines Elements mit seiner Emissionsfrequenz übereinstimmt, kann die Quelle dieses Element verwenden, um das Licht der erforderlichen Frequenz zu erzeugen.Dies kann durch eine elektrische Entladung in einer inerten Atmosphäre erreicht werden, wobei das Element als Kathode verwendet wird.Normalerweise sind verschiedene Lichtquellen erforderlich, um verschiedene Elemente zu testen, aber in einigen Fällen wird eine Kathode, die mehrere Elemente enthält, verwendet, um gleichzeitige Tests für diese Elemente zu ermöglichen.Normalerweise eine Lösung mdash;wird in ein Aerosol umgewandelt und in eine heiße Flamme eingeführt, die alle Ionen des interessierenden Elements in Atomen in ihrem Grundzustand umwandelt, so dass sie Licht absorbieren.Die Art der verwendeten Flamme hängt vom Interessenselement ab.Für viele Elemente wird eine Sauerstoff-Acetylen-Flamme eingesetzt;Einige Metalle können jedoch Oxide bilden, wenn in der Flamme ausreichend Sauerstoff vorhanden ist.In diesen Fällen kann eine nicht oxidierende Flamme verwendet werden.Andere Methoden sind die Verwendung eines Graphitofens zum Erwärmen der Probe auf eine hohe Temperatur und das Erhitzen der Probe in einem dünnen Kohlenstoffstab.
Es gibt einen weiten Anwendungsbereich für das Absorptionsspektrophotometer.Eine gemeinsame Anwendung in der Geologie ist die Festlegung des Inhalts verschiedener Metalle in einer Mineralprobe.Auf dem Gebiet des Umweltschutzes kann dieses Instrument verwendet werden, um die Werte giftiger Elemente in industriellem Abwasser, Flusswasser und Grundwasser zu überprüfen oder die Spiegel von toxischen Schwermetallen bei Fischen zu bestimmen.In ähnlicher Weise kann es verwendet werden, um die Spiegel verschiedener Elemente in Blutproben Mdash zu überprüfen.Zum Beispiel wesentliche Elemente wie Natrium, Kalzium und Magnesium sowie giftige Elemente.