สเปกโตรมิเตอร์การดูดกลืนแสงของอะตอมทำงานอย่างไร

เนื้อหา

• เส้นดูดซับแบบไม่ต่อเนื่อง
• Linearity การดูดซับ - เข้มข้น
• เครื่องฉีดน้ำและ Flame
• monochromator
• ตัวแปรที่เกี่ยวข้อง

Atomic absorption (AA) เป็นวิธีการทดสอบทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้สำหรับตรวจจับโลหะในสารละลาย ตัวอย่างถูกแยกส่วนเป็นหยดเล็ก ๆ (เป็นอะตอม) จากนั้นจะถูกป้อนเข้าสู่เปลวไฟ อะตอมโลหะที่แยกได้จะทำปฏิกิริยากับรังสีที่ตั้งค่าไว้ล่วงหน้ากับความยาวคลื่นที่แน่นอน ปฏิกิริยานี้ถูกวัดและตีความ การดูดซึมของอะตอมใช้ความยาวคลื่นรังสีที่แตกต่างกันซึ่งดูดซับโดยอะตอมที่แตกต่างกัน เครื่องมือมีความน่าเชื่อถือมากที่สุดเมื่อเส้นที่เรียบง่ายเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของการดูดกลืน เครื่องมือเครื่องฉีดน้ำ / เปลวไฟและโมโนโครมเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้อุปกรณ์ AA ทำงานได้ ตัวแปรที่เกี่ยวข้องของ AA นั้นรวมถึงการสอบเทียบเปลวไฟและการโต้ตอบตามโลหะที่ไม่เหมือนใคร

เส้นดูดซับแบบไม่ต่อเนื่อง

กลศาสตร์ควอนตัมระบุว่ารังสีถูกดูดซับและปล่อยออกมาโดยอะตอมในหน่วยตั้ง (ควอนตัม) แต่ละองค์ประกอบดูดซับความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน สมมติว่ามีองค์ประกอบสองอย่าง (A และ B) ที่น่าสนใจ องค์ประกอบ A ดูดซับได้ที่ 450 นาโนเมตร, B ที่ 470 นาโนเมตรการแผ่รังสีจาก 400 นาโนเมตรถึง 500 นาโนเมตรจะครอบคลุมองค์ประกอบการดูดซับของทุกองค์ประกอบ

สมมติว่าสเปกโตรมิเตอร์ตรวจพบว่าไม่มีรังสี 470 นาโนเมตรเล็กน้อยและไม่มีอยู่ที่ 450 นาโนเมตร (รังสี 450 นาโนเมตรดั้งเดิมทั้งหมดจะถูกส่งไปยังเครื่องตรวจจับ) ตัวอย่างจะมีความเข้มข้นเล็กน้อยตามลำดับสำหรับองค์ประกอบ B และไม่มีความเข้มข้น (หรือ "ต่ำกว่าขีด จำกัด การตรวจจับ") สำหรับองค์ประกอบ A

Linearity การดูดซับ - เข้มข้น

ลิเนียริตี้ (Linearity) จะแตกต่างกันไปตามองค์ประกอบ ที่ปลายล่างพฤติกรรมเชิงเส้นจะถูก จำกัด ด้วย "เสียงรบกวน" ที่สำคัญในข้อมูล สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความเข้มข้นของโลหะที่ต่ำมากถึงขีด จำกัด การตรวจจับเครื่องมือ เมื่อสิ้นสุดที่สูงขึ้นความเป็นเส้นตรงจะหยุดหากความเข้มข้นขององค์ประกอบสูงพอสำหรับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมและรังสีที่ซับซ้อนมากขึ้น อะตอมที่แตกตัวเป็นไอออน (มีประจุ) และการสร้างโมเลกุลจะทำให้เกิดเส้นโค้งที่มีความเข้มข้นของการดูดซับแบบไม่เชิงเส้น

เครื่องฉีดน้ำและ Flame

เครื่องฉีดน้ำและเปลวไฟจะแปลงโมเลกุลและสารประกอบเชิงซ้อนให้เป็นอะตอมที่แยกได้ โมเลกุลหลายอันที่โลหะใด ๆ สามารถก่อตัวได้หมายความว่าการจับคู่สเปกตรัมเฉพาะกับโลหะต้นกำเนิดนั้นยากถ้าไม่เป็นไปไม่ได้ เปลวไฟและเครื่องฉีดน้ำมีจุดประสงค์เพื่อทำลายพันธะโมเลกุลใด ๆ ที่อาจมี

คุณสมบัติเปลวไฟที่ละเอียด (อัตราส่วนเชื้อเพลิง / อากาศ, ความกว้างของเปลวไฟ, การเลือกเชื้อเพลิง ฯลฯ ) และเครื่องมือเครื่องฉีดน้ำอาจเป็นความท้าทายในตัวเอง

monochromator

แสงเข้าสู่ monochromator หลังจากผ่านตัวอย่าง โมโนโครมแยกคลื่นแสงตามความยาวคลื่น จุดประสงค์ของการแยกนี้คือเพื่อแยกแยะว่ามีความยาวคลื่นใดบ้างและอยู่ในขอบเขตใด ความเข้มของคลื่นที่ได้รับนั้นวัดจากความเข้มดั้งเดิม ความยาวคลื่นถูกนำมาเปรียบเทียบเพื่อกำหนดจำนวนของความยาวคลื่นที่เกี่ยวข้องในแต่ละตัวอย่าง โมโนโครมนั้นอาศัยรูปทรงเรขาคณิตที่แม่นยำในการทำงานอย่างถูกต้อง การสั่นสะเทือนที่รุนแรงหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันอาจทำให้เครื่องแยกชิ้นเดียวหยุดทำงาน

ตัวแปรที่เกี่ยวข้อง

คุณสมบัติทางแสงและเคมีพิเศษขององค์ประกอบที่กำลังศึกษามีความสำคัญ ตัวอย่างเช่นความกังวลอาจมุ่งเน้นไปที่ร่องรอยของอะตอมโลหะกัมมันตรังสีหรือแนวโน้มที่จะสร้างสารประกอบและแอนไอออน (อะตอมที่มีประจุลบ) ปัจจัยทั้งสองนี้สามารถให้ผลลัพธ์ที่ทำให้เข้าใจผิด คุณสมบัติของเปลวไฟก็สำคัญเช่นกัน คุณลักษณะเหล่านี้รวมถึงอุณหภูมิเปลวไฟมุมเปลวไฟที่สัมพันธ์กับเครื่องตรวจจับอัตราการไหลของก๊าซและฟังก์ชั่นเครื่องฉีดน้ำที่สอดคล้องกัน