Τι είναι η φασματοσκοπία ατομικής εκπομπής;

Η φασματοσκοπία ατομικής εκπομπής (AES) είναι μια αναλυτική τεχνική που μετρά την ενέργεια των ατόμων σε ένα δείγμα.Κεντρική σε αυτή τη μέθοδο είναι η προσθήκη ενέργειας σε ένα δείγμα για να δείτε τι συμβαίνει με τα άτομα που υπάρχουν ήδη.Τα μεμονωμένα στοιχεία παράγουν ελαφρώς διαφορετικές δοκούς ενέργειας μετά την προσωρινή μεταβολή του ατόμου.Το τμήμα αναγνώστη μιας μηχανής φασματοσκοπίας ατομικής εκπομπής αναγνωρίζει την φωτεινή ενέργεια που προέρχεται από το δείγμα και το τμήμα του υπολογιστή του μηχανήματος υπολογίζει τις συγκεντρώσεις μεμονωμένων στοιχείων σε ένα δείγμα από το μήκος κύματος του εισερχόμενου φωτός.

Κάθε στοιχείο στον κόσμο, στο απλούστερο, είναι ένα μόνο άτομο, αν και πολλοί εμφανίζονται στη φύση, καθώς πολλαπλά άτομα κολλημένα μαζί ή σε συνδυασμό με άλλα στοιχεία.Τα άτομα είναι μικροσκοπικά σωματίδια που συνήθως έχουν μικρά σωματίδια που ονομάζονται πρωτόνια και νετρόνια κολλημένα σε έναν κεντρικό πυρήνα γνωστό ως πυρήνα.Ακόμα και τα μικρότερα σωματίδια που ονομάζονται ηλεκτρόνια περιστρέφονται συνεχώς ο πυρήνας.

Τα ηλεκτρόνια κινούνται γύρω από τον πυρήνα με συγκεκριμένο τρόπο.Με παρόμοιο τρόπο με τα στεφάνια Hula διαφορετικών διαμέτρων, τα ηλεκτρόνια κύκλωμα μόνο σε συγκεκριμένες διαμέτρους, με μερικές σε μικρότερες διαμέτρους τροχιακές και μερικές σε μεγαλύτερες τροχιακές.Χρήση για φασματοσκοπία ατομικής εκπομπής, ωστόσο, κάθε ηλεκτρόνιο μπορεί να μεταβεί σε υψηλότερο τροχιακό εάν υπάρχει αρκετή περιβαλλοντική ενέργεια.

Δείγματα για ανάλυση AES συχνά περιέχουν μείγματα στοιχείων και ενώσεων όπως το έδαφος, για παράδειγμα.Μια μηχανή φασματοσκοπίας ατομικής εκπομπής, ωστόσο, μπορεί να διαβάσει μόνο μεμονωμένα άτομα.Επομένως, όταν ένας αναλυτής προετοιμάζει ένα δείγμα για δοκιμές AES, πρέπει να διαλύσει όλα τα σύνθετα μόρια σε ελεύθερα άτομα.Συνήθως, ο αναλυτής μετατρέπει το δείγμα σε αεροζόλ προσθέτοντας ενέργεια από πηγές όπως φούρνους, λέιζερ ή σπινθήρες.

Η επιπλέον ενέργεια από την πηγή που διαλύει το δείγμα είναι επίσης η ενέργεια που δρα στα ηλεκτρόνια στα στοιχεία του δείγματος.Με την επιπλέον ενέργεια, τα ηλεκτρόνια πηδούν σε υψηλότερα τροχιακά.Όταν πέφτουν πίσω μετά τη διάλυση της ενέργειας, η ενέργεια που είχαν αποθηκεύσει από την πηγή εκπέμπει ως ελαφρά φωτόνια.Τα φωτόνια είναι σαν μικρά πακέτα ενέργειας.

Κάθε μηχανή φασματοσκοπίας έχει ανιχνευτή που αναγνωρίζει την παρουσία ενέργειας και μεταφέρει αυτές τις πληροφορίες σε ένα πρόγραμμα υπολογιστή που μετατρέπει τα ακατέργαστα δεδομένα σε σαφέστερες περιγραφές.Στην περίπτωση ενός μηχανήματος AES, ο ανιχνευτής διαβάζει την παρουσία και την ένταση των μεμονωμένων φωτονίων.Η ένταση σχετίζεται με το μήκος κύματος φωτός και κάθε στοιχείο που υπάρχει στο δείγμα έχει μια ξεχωριστή σειρά φωτονίων που θα παράγουν συγκεκριμένες αναγνώσεις μήκους κύματος.Από τα φωτόνια, επομένως, το μηχάνημα μπορεί να καταλάβει ποια στοιχεία και πόσο από το καθένα είναι παρόντα σε ένα μεμονωμένο δείγμα.

Μια άλλη μέθοδος ανάλυσης της στοιχειακής σύνθεσης των δειγμάτων είναι η φασματοσκοπία ατομικής απορρόφησης (AAS.) Αυτό λειτουργεί στο ίδιοΑρχές ως ΑΕ, αλλά αντί να διαβάζουν το εκπεμπόμενο φως από ένα ενεργοποιημένο δείγμα, το μηχάνημα διαβάζει την ποσότητα φωτεινής ενέργειας που το δείγμα απορροφά ως ένδειξη του τύπου και την ποσότητα των ηλεκτρονίων στο δείγμα.Το AAS είναι κατάλληλο για δείγματα αερίου.